工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

當今社會，人工智能成了大趨勢，機器人已經(jīng)不再是電影上才能看到，它已經(jīng)被應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)等多個領(lǐng)域，根據(jù)機器人的應(yīng)用環(huán)境，國際機器人聯(lián)盟（IFR）將機器人分為工業(yè)機器人和服務(wù)機器人。其中工業(yè)機器人指應(yīng)用于生產(chǎn)過程與環(huán)境的機器人，主要包括人機協(xié)作機器人和工業(yè)移動機器人，本文著重介紹；據(jù)國際機器人聯(lián)合會（以下簡稱IFR）近日發(fā)布的《2018年世界機器人報告》顯示，2017年，全球的工業(yè)機器人銷量高達38萬臺，同比增長29%。其中，中國是最大買家，在2017年買下13.8萬臺設(shè)備，超過全球總銷量的三分之一，同比增長58%。另外，據(jù)IFR預(yù)計，工業(yè)機器人未來幾年將繼續(xù)高速發(fā)展，到2020年，全球的工業(yè)機器人數(shù)量將達到300萬臺。

工業(yè)機器人在工廠中的應(yīng)用

1. 機器人焊接目前已廣泛應(yīng)用在汽車制造業(yè)

焊接機器人主要包括機器人和焊接設(shè)備兩部分。機器人由機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源，（包括其控制系統(tǒng)）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。對于智能機器人還應(yīng)有傳感系統(tǒng)，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。

傳統(tǒng)焊接方式（雇用工人操作）操作時由于高溫和電火花刺眼都極其容易造成工人疲勞受傷，從而造成效率低，而焊接機器人剛好避開這些缺點。

機器人焊接目前已廣泛應(yīng)用在汽車制造業(yè)，汽車底盤、座椅骨架、導(dǎo)軌、消聲器以及液力變矩器等焊接。豐田公司將點焊作為標準來裝備其日本國內(nèi)和海外的所有點焊機器人。用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量，甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)，同時，在短距離內(nèi)的運動時間也大為縮短。該公司推出一種高度低的點焊機器人，用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產(chǎn)線長度。轎車后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等底盤零件大都是以惰性氣體保護焊(Metal-Inert Gas Welding，MIG)為主的受力安全零件，主要構(gòu)件采用沖壓焊接，板厚平均為1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主，焊接質(zhì)量要求相當高，其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應(yīng)用機器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，并保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動強度，改善了勞動環(huán)境。

激光焊接設(shè)備的關(guān)鍵是大功率激光器，主要有兩大類，一類是固體激光器，又稱Nd：YAG激光器。Nd：YAG激光器波長為1.06mm，主要優(yōu)點是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送，因此可以省去復(fù)雜的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業(yè)常用輸出功率為3～4kW的Nd：YAG激光器。另一類是氣體激光器，又稱CO2激光器，分子氣體作工作介質(zhì)，產(chǎn)生平均為10.6mm的紅外激光，可以連續(xù)工作并輸出很高的功率，標準激光功率在2～5kW之間。汽車工業(yè)中激光技術(shù)主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。

2. 裝配機器人讓裝配工序更自動化

在1980年“機器人普及元年”，機器人正式進入了裝配作業(yè)領(lǐng)域。過去使用比較廣的是日本生產(chǎn)的電伺服裝配機器人，造價相對來說價格低廉，所以很快也被工廠投入使用，裝配生產(chǎn)過程自動化了，但是更換產(chǎn)品也相當耗時耗力。所以裝配生產(chǎn)自動化的進展一直相當遲緩。

現(xiàn)在在工廠使用裝配機器人，可以省去更換產(chǎn)品部分。機器人的優(yōu)點之一就是通過程序的變更，迅速適應(yīng)作業(yè)內(nèi)容的變化。

裝配機器人的組成：

手臂（機器人的主機部分，由若干驅(qū)動機構(gòu)和支持部分組成，有不同組成方式和尺寸）

手爪（安裝在手部前端，抓握對象物。需要根據(jù)不同的對象物更換手爪）控制器（用于記憶機器人的動作，對手臂進行控制。控制器的核心是微型計算機，能完成動作程序、手臂位置的記憶、程序的執(zhí)行、工作狀態(tài)的診斷、與傳感器的信息交流、狀態(tài)顯示等功能）示教盒（由顯示部分和輸入鍵組成，用來輸入程序，顯示機器人狀態(tài)）傳感器（借助傳感器的感知，機器人可以更好地順應(yīng)對象物，進行柔軟的操作，視覺傳感器常常用來修正對象物的位置偏移）

裝配機器人的周邊設(shè)備：

除了上面說的裝配機器人的組成，機器人還包括周邊設(shè)備：裝配機器人的零件供給裝置和工件搬運裝置來共同完成工作，投資額和安裝面積比機器人主機所占的比例大。通常還包括臺架和安全欄。

包括：

手傳感器零件供給器（給料器、托盤、其他IC零件通常排列在長形料盤內(nèi)輸出）輸送裝置（負責把工件送到各作業(yè)地點，以傳送帶居多）

輸送裝置的技術(shù)問題是停止精度、停止時的沖擊和減震，減震器可用來吸收沖擊能。

3.電子電氣行業(yè)

電子類的IC、貼片元器件，工業(yè)機器人在這些領(lǐng)域的應(yīng)用均較普遍。目前世界工業(yè)界裝機最多的工業(yè)機器人是SCARA型四軸機器人。第二位的是串聯(lián)關(guān)節(jié)型垂直6軸機器人。羅百輝指出，超過全球工業(yè)機器人裝機量一半的這兩種工業(yè)機器人是我們關(guān)注的重點。

在手機生產(chǎn)領(lǐng)域，視覺機器人，例如分揀裝箱、撕膜系統(tǒng)、激光塑料焊接、高速四軸碼垛機器人等適用于觸摸屏檢測、擦洗、貼膜等一系列流程的自動化系統(tǒng)的應(yīng)用。

專區(qū)內(nèi)機器人均由國內(nèi)生產(chǎn)商根據(jù)電子生產(chǎn)行業(yè)需求所特制，小型化、簡單化的特性實現(xiàn)了電子組裝高精度、高效的生產(chǎn)，滿足了電子組裝加工設(shè)備日益精細化的需求，而自動化加工更是大大提升生產(chǎn)效益。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，產(chǎn)品通過機器人拋光，成品率可從87％提高到93％，因此無論“機器手臂”還是更高端的機器人，投入使用后都會使生產(chǎn)效率大幅提高。

4.橡膠及塑料工業(yè)

塑料工業(yè)的合作緊密而且專業(yè)化程度高：塑料的生產(chǎn)、加工和機械制造緊密相連。即使在將來，這一行業(yè)也將是一重要的經(jīng)濟部門并確保眾多的工作崗位。因為塑料幾乎無處不在：從汽車和電子工業(yè)到消費品和食品工業(yè)。機械制造作為聯(lián)系生產(chǎn)和加工的工藝技術(shù)在此發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。原材料通過注塑機和工具被加工成用于精加工的創(chuàng)新型精細耐用的成品或半成品—通過采用自動化解決方案，生產(chǎn)工藝更高效、經(jīng)濟可靠。