淺析工業(yè)機(jī)器人的特性和應(yīng)用場景

從1920年，"Robot"這個詞被捷克劇作家創(chuàng)造出來，到現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展了近百年，從最初的單純用于搬運(yùn)的工業(yè)機(jī)器人，到第二代具有視覺傳感器以及信息處理技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人，再到目前正在研究的"智能機(jī)器人"，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用日新月異。

工業(yè)機(jī)器人的性能特征

1、自由度自由度是衡量機(jī)器人技術(shù)水平的主要指標(biāo)。所謂自由度是指運(yùn)動件相對于固定坐標(biāo)系所具有的獨(dú)立運(yùn)動。每個自由度需要一個伺服軸進(jìn)行驅(qū)動，因而自由度數(shù)越高，機(jī)器人可以完成的動作越復(fù)雜，通用性越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也越廣，但相應(yīng)地帶來的技術(shù)難度也越大。一般情況下，通用工業(yè)機(jī)器人有3—6個自由度。

2、工作空間是指機(jī)器人應(yīng)用手爪進(jìn)行工作的空間范圍。描述工作空間的手腕參考點(diǎn)可以選在手部中心、手腕中心或手指指尖，參考點(diǎn)不同，工作空間的大小、形狀也不同。機(jī)器人的工作空間取決于機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式和每個關(guān)節(jié)的運(yùn)動范圍。工作空間是工業(yè)機(jī)器人的一個重要性能指標(biāo)，是設(shè)計工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的重要指標(biāo)。

3、承載能力承載能力是指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所承受的最大重量，承載能力的大小取決于負(fù)載的質(zhì)量、運(yùn)行的速度和加速度的大小和方向，根據(jù)承載能力不同工業(yè)機(jī)器人大致分為：①微型機(jī)器人—承載能力為10N以下；②小型機(jī)器人—承載能力為10-50N；③中型機(jī)器人—承載能力為50-300N；④大型機(jī)器人承載能力為300—500N；⑤重型機(jī)器人—承載能力為500N以上。

　　4、運(yùn)動速度運(yùn)動速度影響機(jī)器人的工作效率和運(yùn)動周期，它與機(jī)器人所提取的重力和位置精度均有密切的關(guān)系。運(yùn)動速度高，機(jī)器人所承受的動載荷增大，必將承受著加減速時較大的慣性力，影響機(jī)器人的工作平穩(wěn)性和位置精度。就目前的技術(shù)水平而言，通用機(jī)器人的最大直線運(yùn)動速度大多在1000mm／s以下，最大回轉(zhuǎn)速度一般不超過120°/s。

5、位置精度它是衡量機(jī)器人工作質(zhì)量的又一項技術(shù)指標(biāo)。工業(yè)機(jī)器人的位置精度包括定位精度和重復(fù)定位精度，定位精度取決于位置控制方式以及機(jī)器人運(yùn)動部件本身的精度和剛度，此外還與提取重力和運(yùn)動速度等因素有密切的關(guān)系。重復(fù)定位精度是機(jī)器人重復(fù)定位某一位置的準(zhǔn)確性，典型的工業(yè)機(jī)器人定位精度一般在土O.02mm～±5mm范圍。

工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場景

在短短50多年的時間中，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在眾多制造業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是汽車及汽車零部件制造業(yè)，并且正在不斷地向其他領(lǐng)域拓展，如機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中，焊接機(jī)器人、磨拋加工機(jī)器人、焊接機(jī)器人、激光加工機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、真空機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用。

1.磨拋加工機(jī)器人

磨拋加工機(jī)器人主要應(yīng)用于航空、航海、核電葉片磨拋，采用機(jī)器人持砂帶在葉片表面磨拋，采用柔性接觸、視覺定位的方式減小磨拋缺陷。

與人工磨拋相比，具有加工時間短，型面精度高，表面粗糙度小，加工一致性好的特點(diǎn)。能適應(yīng)大負(fù)載，惡劣的工作環(huán)境。精度要求高。

2.焊接機(jī)器人

弧焊機(jī)器人主要應(yīng)用于各類汽車零部件的焊接生產(chǎn)，主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類型。

在該領(lǐng)域，國際大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。應(yīng)用特點(diǎn)：要求快速平穩(wěn)移動，定位精度要求較高。

3.激光加工機(jī)器人

激光加工機(jī)器人是將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于激光加工中，通過高精度工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)。

4.真空機(jī)器人

真空機(jī)器人是一種在真空環(huán)境下工作的機(jī)器人，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。

真空機(jī)械手難進(jìn)口、受限制、用量大、通用性強(qiáng)，其成為制約了半導(dǎo)體裝備整機(jī)的研發(fā)進(jìn)度和整機(jī)產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵部件。精度要求較高。

5.噴涂機(jī)器人

噴漆機(jī)器人一般采用液壓驅(qū)動，具有動作速度快、防爆性能好等特點(diǎn)，可通過手把手示教或點(diǎn)位示數(shù)來實(shí)現(xiàn)示教。

噴漆機(jī)器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門。噴涂機(jī)器人所處工作環(huán)境惡劣，其精度要求較低。

6.搬運(yùn)機(jī)器人

搬運(yùn)機(jī)器人由計算機(jī)控制，具有移動、自動導(dǎo)航、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)交互等功能，它可廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的柔性搬運(yùn)、傳輸?shù)裙δ?，也用于自動化立體倉庫、柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)；