目錄目錄摘要 Iabstract II1引言 12工業(yè)機(jī)器人集成的相關(guān)概述 12.1 工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成 12.2 工業(yè)機(jī)器人的工作原理 22.3 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成的概念 22.4 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的方法和步驟 33工業(yè)機(jī)器人集成在汽配行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐 43.1 汽車裝配作業(yè)及液體物質(zhì)填充集成 53.2 焊接集成 53.4組裝集成 73.5涂膠集成 83.6噴涂集成 83.7搬運(yùn)集成 93.8機(jī)床集成 94工業(yè)機(jī)器人集成的發(fā)展路徑 104.1由產(chǎn)品批量大、利潤(rùn)高的產(chǎn)業(yè)向一般工業(yè)延伸 104.2由自動(dòng)化程度高的行業(yè)向自動(dòng)化程度低的行業(yè)延伸 104.3市場(chǎng)規(guī)模隨用工成本增加而擴(kuò)大 115工業(yè)機(jī)器人集成的發(fā)展趨勢(shì) 115.1圍繞核心技術(shù)及產(chǎn)品做系統(tǒng)集成 115.2熟悉工藝并提煉出可批量化應(yīng)用的核心技術(shù) 115.3通過多種資本運(yùn)作方式增強(qiáng)融資能力 115.4整合資源提供整體解決方案 115.5利用數(shù)據(jù)資源構(gòu)建工業(yè)云 126結(jié)論 12鳴謝 13參考文獻(xiàn) 14摘要PAGEII摘要隨著全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人開始在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，極大地提高工業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)也保護(hù)了工人的生命安全。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)位居世界第一，發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛。伴隨著工業(yè)機(jī)器人熱銷，機(jī)器人系統(tǒng)集成商也得到了順利發(fā)展，但由于機(jī)器人系統(tǒng)集成行業(yè)門檻較低，大量企業(yè)開始進(jìn)入該行業(yè)，并加劇了該行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)激烈程度，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人集成企業(yè)要想在行業(yè)中獲得發(fā)展，就需要充分關(guān)注可集成的領(lǐng)域，從而制造相應(yīng)的集成機(jī)器人。本文將對(duì)工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行分析，以汽車汽配為例，來(lái)分析其在汽車裝配、焊接、組裝、涂膠、噴涂、搬運(yùn)以及機(jī)床等方面的應(yīng)用，提出幾點(diǎn)工業(yè)機(jī)器人集成的發(fā)展思路，從而為更多工業(yè)機(jī)器人集成商提供發(fā)展的指導(dǎo)參考作用。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；系統(tǒng)集成；應(yīng)用實(shí)踐論工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用實(shí)踐1引言過去的40年見證了工業(yè)機(jī)器人在大多數(shù)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，很多從事勞動(dòng)強(qiáng)度大或重復(fù)性高工作的工人開始被工業(yè)機(jī)器人所取代，工業(yè)機(jī)器人還在進(jìn)一步向更多的領(lǐng)域發(fā)展，極大提高工業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)也保護(hù)了工人的生命安全。隨著全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，美、德、英、法、日、韓、歐盟都先后提出符合各自特點(diǎn)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，我國(guó)也于2016年4月提出了《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016年-2020年)》，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)和銷售開始大規(guī)模進(jìn)行。2018年上半年，國(guó)內(nèi)銷售機(jī)器人19257臺(tái)，較上年增長(zhǎng)37.7%，實(shí)際銷量比上年增長(zhǎng)70.8%,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)位居世界第一，發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛。伴隨著工業(yè)機(jī)器人熱銷，機(jī)器人系統(tǒng)集成商也得到了順利發(fā)展，截止到2018年8月，中國(guó)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)共有3800家，其中系統(tǒng)集成商就占95%以上。這些集成商主要分布在汽車、3C電子、金屬加工、食品等領(lǐng)域，通過機(jī)器人與企業(yè)部分業(yè)務(wù)進(jìn)行集成，從而極大地提升了生產(chǎn)的有效性。但是由于機(jī)器人系統(tǒng)集成行業(yè)門檻較低，大量企業(yè)開始進(jìn)入該行業(yè)，并加劇了該行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)激烈程度，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人集成企業(yè)要想在行業(yè)中獲得發(fā)展，就需要充分關(guān)注可集成的領(lǐng)域，從而制造相應(yīng)的集成機(jī)器人。本文將對(duì)工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行分析，以汽車汽配為例，來(lái)分析應(yīng)用的發(fā)展思路，從而為更多的工業(yè)機(jī)器人集成商提供發(fā)展的指導(dǎo)參考作用。2工業(yè)機(jī)器人集成的相關(guān)概述工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成工人機(jī)器人一般由機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和感知系統(tǒng)等幾個(gè)部分構(gòu)成，其中，機(jī)械系統(tǒng)主要由機(jī)身、臂部、手腕、末端操作器和行走機(jī)構(gòu)等幾個(gè)部分構(gòu)成，并且都有一定的自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是指為機(jī)械系統(tǒng)提供動(dòng)作驅(qū)動(dòng)力的裝置，這些動(dòng)力主要來(lái)源于電氣、液壓、氣壓以及幾種的綜合系統(tǒng)，但無(wú)論是電氣、液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人，手爪的開合都是氣動(dòng)式的；控制系統(tǒng)是指根據(jù)從傳感器反饋回來(lái)的信號(hào)或者機(jī)器人作業(yè)指令程序進(jìn)行執(zhí)行的系統(tǒng)，從而保障相關(guān)動(dòng)作和功能的實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)有開環(huán)和閉環(huán)之分，取決于機(jī)器人是否具備信息法規(guī)特征。感知系統(tǒng)有內(nèi)外兩種感知器組成，主要負(fù)責(zé)對(duì)內(nèi)部和外部環(huán)境的信息進(jìn)行搜集，并將其反饋給控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)功能如同人體的五官。工業(yè)機(jī)器人的工作原理作為一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，機(jī)器人在工作的過程中，主要遵循如下原理：首先由控制系統(tǒng)發(fā)出動(dòng)作指令，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受到指令后，驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的末端操作器來(lái)完成相應(yīng)的動(dòng)作，做出相應(yīng)的姿態(tài)，最后確保作業(yè)任務(wù)的有效達(dá)成。感知系統(tǒng)會(huì)將末端操作器在空間的實(shí)時(shí)位姿反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)在比較實(shí)際位姿和目標(biāo)位姿的情況下發(fā)出下一個(gè)動(dòng)作的指令，直到整個(gè)作業(yè)任務(wù)圓滿完成。工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成的概念工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成是指工業(yè)機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的集成開發(fā)，包括工作裝備、外部設(shè)備控制系統(tǒng)等，完整的一個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試開發(fā)即工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)集成。也可以理解為將出廠狀態(tài)下的工業(yè)機(jī)器人通過集成開發(fā)變?yōu)榭蓪?shí)際應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人?，F(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)供應(yīng)商的產(chǎn)品一般只涉及工業(yè)機(jī)器人本體和其控制器，并不包含任何其他的工裝夾具等。以KUKA工業(yè)機(jī)器人為例，如圖2-1所示，用戶從KtJKA購(gòu)買的工業(yè)機(jī)器人一般只包含相應(yīng)型號(hào)的控制系統(tǒng)(控制柜)、工業(yè)機(jī)器人本體②和示教器③。圖2-1工業(yè)機(jī)器人出廠配置從圖2-1中可以看到，工業(yè)機(jī)器人的出廠配置，僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人本體的控制和編程，讓機(jī)器人按照預(yù)先設(shè)定的路線和流程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和定位。但由于沒有任何的工作裝備，工業(yè)機(jī)器人根本不能進(jìn)行實(shí)際的操作，完全無(wú)法投入生產(chǎn)工藝流程中使用。要使其能真正的完成相應(yīng)工藝操作，就必須加裝整套的工作裝備，包括刀具、模具、夾具、量具、檢具、輔具、鉗工工具、工位器具、變位機(jī)及移動(dòng)滑臺(tái)等，裝設(shè)外部控制系統(tǒng)，如傳感器系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)等，也就是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成。工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的方法和步驟工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)屬于工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用研究范疇，通過對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用及其系統(tǒng)集成定義的研究，結(jié)合文獻(xiàn)、資料及案例的分析研究后，可以總結(jié)其一般步驟與方法為:（1）解讀分析工業(yè)機(jī)器人工作任務(wù):工業(yè)機(jī)器人的工作任務(wù)是整個(gè)系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的核心問題和要求，所有的設(shè)計(jì)都必須圍繞工作任務(wù)來(lái)完成。它決定了將為工業(yè)機(jī)器人本身的選型、工藝軟件的使用、工作裝備的選用或設(shè)計(jì)、外部設(shè)備的配合以及外圍控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所以，必須準(zhǔn)確而清晰的解讀分析工業(yè)機(jī)器人工作任務(wù)，否則將使系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)達(dá)不到預(yù)期的效果，甚至完全錯(cuò)誤.（2）合理選用或設(shè)計(jì)工作裝備:工作裝備是工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行工藝加工操作的執(zhí)行元件，沒有工作裝備工業(yè)機(jī)器人就僅僅是一臺(tái)運(yùn)動(dòng)定位設(shè)備。選用或設(shè)計(jì)工作裝備的根本依據(jù)是工作任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人究竟是需要進(jìn)行何種操作，是焊接操作，或是搬運(yùn)碼垛操作，亦或是打磨拋光操作等，是否需要配備變?yōu)闄C(jī)、移動(dòng)滑臺(tái)等，以及操作所需要達(dá)到的工藝水準(zhǔn)，加工對(duì)象的情況，都是需要綜合考慮的。只有正確、合理的選用或設(shè)計(jì)工作裝備，讓它們與工業(yè)機(jī)器人配合起來(lái)，才能使工業(yè)機(jī)器人發(fā)揮出其應(yīng)有的功效，更好的完成加工工藝。（3）工業(yè)機(jī)器人的合理選型:當(dāng)工作裝備被確定下來(lái)后，就課題進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的選型，它是其應(yīng)用系統(tǒng)的核心元件。由于不同品牌的工業(yè)機(jī)器人其技術(shù)特點(diǎn)、擅長(zhǎng)領(lǐng)域各不相同，所以首先根據(jù)工作任務(wù)的工藝要求，初步選定工業(yè)機(jī)器人的品牌。其次根據(jù)工作任務(wù)、工作裝備、操作對(duì)象以及工作環(huán)境等因素決定所需工業(yè)機(jī)器人的負(fù)載、最大運(yùn)動(dòng)范圍、防護(hù)等級(jí)等性能指標(biāo)，最終確定工業(yè)機(jī)器人的型號(hào)，之后再詳細(xì)考慮如系統(tǒng)先進(jìn)性、配套工藝軟件、I/O接口、總線通信方式、外部設(shè)備配合等問題。在滿足工作任務(wù)要求的前提下，盡量選用控制系統(tǒng)更先進(jìn)、I/O接口更多、有配套工藝軟件的品牌和型號(hào)，以利使系統(tǒng)具有一定的冗余性和擴(kuò)充性。同時(shí)，成本也是選型時(shí)必須考慮的問題。綜上所述，最終選定工業(yè)機(jī)器人的品牌和型號(hào);（4）工藝輔助軟件的選擇和使用:工業(yè)機(jī)器人工藝輔助軟件是當(dāng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)涉及復(fù)雜工藝操作時(shí)，輔助技術(shù)人員進(jìn)行機(jī)器人工作路徑規(guī)劃、工藝參數(shù)管理和點(diǎn)位示教的軟件，一般會(huì)與三維建模軟件同時(shí)使用。功能強(qiáng)大的工藝輔助軟件還可以進(jìn)行如生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理、工藝編制、生產(chǎn)資源管理和工具選擇，甚至可以直接輸出工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)程序。根據(jù)工作任務(wù)和選定工業(yè)機(jī)器人品牌，共同決定工藝軟件的使用。由于工業(yè)機(jī)器人不同品牌的原因，導(dǎo)致了其核心控制器件的不同，從而也就導(dǎo)致了某些工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)供應(yīng)商針對(duì)不同加工工藝，能提供配套的工藝軟件，提升工藝水準(zhǔn)，而另一些則沒有相應(yīng)的工藝軟件。綜合考慮工作任務(wù)和所選定的工業(yè)機(jī)器人品牌，確定是否選用工藝軟件，選用何種工藝軟件;（5）外部控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選型：根據(jù)前面步驟所選定的工業(yè)機(jī)器人型號(hào)、工作裝備，綜合考慮工作任務(wù)后初步選定外部控制系統(tǒng)的核心控制器件。一般情況下，都選用可編程控制器(PLC)作為外圍控制系統(tǒng)的核心控制器件，但是在某些特殊的加工工藝中，比如工藝過程連續(xù)，對(duì)時(shí)間要求非常精確的情況下，需要考慮PLC的I/O延遲是否會(huì)對(duì)加工工藝造成不良影響，否則必須選用其他控制器件，如嵌入式系統(tǒng)等。應(yīng)盡量考慮在工業(yè)機(jī)器人以及各外部控制設(shè)備之間采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的通信方式，以減少安裝施工工作量與周期，提高系統(tǒng)可靠性，同時(shí)也降低后期維護(hù)維修成本。同時(shí)，安全問題在外部控制系統(tǒng)中也是非常重要的，在某些情況下甚至是首要考慮的因素。而安全問題包括了設(shè)備安全和人身安全，關(guān)于前者的設(shè)備如防碰撞傳感器等，關(guān)于后者的設(shè)備如安全光幕等，都是外部控制系統(tǒng)必須的設(shè)備。綜合考慮以上因素，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)與選型，在該過程中充分考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性、安全性、可靠性、兼容性和擴(kuò)充性的基礎(chǔ)上，盡可能的采用成熟的器件與設(shè)計(jì)思路;（6）系統(tǒng)安裝與調(diào)試:前述所有步驟均以完成后，就可以進(jìn)入系統(tǒng)安裝、調(diào)試階段。在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的安裝階段，需嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，保證施工質(zhì)量。調(diào)試時(shí)應(yīng)盡量考慮到各種使用情況，盡可能的提早發(fā)現(xiàn)問題并反饋。不論是安裝還是調(diào)試，安全問題都是重中之重，必須時(shí)刻牢記安全操作規(guī)程。3工業(yè)機(jī)器人集成在汽配行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐目前，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在很多制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，從而極大地提升了企業(yè)的工作效率，為了更符合企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，機(jī)器人開始與各行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來(lái)，從而出現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人的集成應(yīng)用。本文主要以汽配行業(yè)為例來(lái)分析工業(yè)機(jī)器人的集成應(yīng)用情況。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人在汽配行業(yè)的集成比例如下：選擇弧焊、點(diǎn)焊、物料搬運(yùn)、裝配、噴漆、鑄造、沖壓、上料卸料以及碼垛、檢測(cè)、研磨拋光和激光加工等復(fù)雜作業(yè)集成的機(jī)器人比例分別為16%、15%、13%，22%、3%、3%、3%、15%、14%。目前，61%的工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在汽配行業(yè)獲得了成功集成。但是，大部分工業(yè)機(jī)器人在應(yīng)用中主要在汽配作業(yè)、焊接、組裝、涂膠、噴涂、搬運(yùn)等幾個(gè)環(huán)節(jié)，在機(jī)床工作方面的集成有待增加。隨著全球汽車生產(chǎn)向著多品種、小批量方向發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在汽車工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，其主要應(yīng)用領(lǐng)域體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。汽車裝配作業(yè)及液體物質(zhì)填充集成工業(yè)機(jī)器人在汽車裝配作業(yè)和液體物質(zhì)填充方面的集成已經(jīng)較為普遍，從而使得這些作業(yè)由人機(jī)結(jié)合的形式的開展。工業(yè)機(jī)器人的集成，極大地提升了作業(yè)的靈活性，機(jī)器人與輸送系統(tǒng)、隨行夾具、在線專機(jī)、測(cè)量設(shè)備等的組合，極大地促進(jìn)了汽車裝配效率的提升。汽車裝配流水線的傳輸方式有同步傳輸、非同步傳輸兩種方式，但是工業(yè)機(jī)器人的使用，則促進(jìn)了汽車裝配的半自動(dòng)化，也越來(lái)越在批量裝配中顯得舉足輕重。工業(yè)機(jī)器人可以出現(xiàn)在裝配的各個(gè)工位上，比如車門安裝、儀表盤安裝、前后擋板安裝、車燈安裝、汽車電池安裝、座椅安裝及發(fā)動(dòng)機(jī)裝配等，從而極大地提升了裝配的自動(dòng)化程度。機(jī)器人也可以用來(lái)填充剎車油、離合器油、熱交換器油、助力液、車窗清洗液等液體物質(zhì)，在填充的過程中，可以控制液體的填充量，從而做到降低污染物的排放量。焊接集成焊接是汽車制造中不可或缺的關(guān)鍵工藝，每輛車上的焊接點(diǎn)數(shù)量幾乎超過4000個(gè)，但焊接工作環(huán)境較為惡劣，工人手工完成焊接工作，會(huì)威脅到自身的身體健康，而且焊接的有效性也很難提升，但是機(jī)器人在焊接過程中的集成，則可以很好的提升焊接的工作效率和質(zhì)量，而且可以避免焊接工人的身體出現(xiàn)損害。圖2FANUCR-2000iB機(jī)器人螺柱焊接工業(yè)機(jī)器人在焊接的過程中，一般會(huì)在工作站、生產(chǎn)線、焊接專機(jī)等方面進(jìn)行集成，極大地促進(jìn)了焊接自動(dòng)化程度的提升，使得額焊接質(zhì)量有保障，焊接的效率日益提升，焊接工人不用在惡劣的工作環(huán)境下工作，焊接的批量也可以大型化，從而確保焊接柔性生產(chǎn)目的的實(shí)現(xiàn)。圖2是某汽車零部件廠的焊接圖，焊接的汽車零部件有底盤、座椅骨架、導(dǎo)軌、消聲器及液力變矩器等，焊接的機(jī)器人是FANUCR-2000iB型智能機(jī)器人，在焊接的過程中主要采取螺柱焊接工序。這種焊接機(jī)器人不僅有較強(qiáng)的負(fù)重能力，而且可以確保多種零部件的有機(jī)組合，使得焊接的需求得到了進(jìn)一步的滿足。尤其是在功能強(qiáng)大的R-30iA控制器和TCP（toolcenterpoint工具中心點(diǎn)）自動(dòng)校零技術(shù)等的幫助下，機(jī)器人的工作效率更高。作為一項(xiàng)新技術(shù)，TCP自動(dòng)校零器由一梯形固定支座和一組激光傳感器組成，無(wú)論焊槍以何種方式經(jīng)過TCP支座，數(shù)據(jù)都能被激光傳感器捕捉，并傳遞到CPU，CPU將其與最初設(shè)定值進(jìn)行比較，可以幫助機(jī)器人了解到偏差的大小，從而結(jié)合機(jī)器人的實(shí)際，來(lái)糾正指令程序，比如自動(dòng)調(diào)整每根軸的角度等，確保機(jī)器人可以在TCP零位下工作，提高工作的準(zhǔn)確性和可靠度。工業(yè)機(jī)器人的存在，使得焊槍與夾具之間的碰撞等不可預(yù)見性因素被有效預(yù)防，從而減少了TCP位置偏離的情況發(fā)生。圖3搬運(yùn)機(jī)器人+焊接機(jī)器人協(xié)同工作圖3是工業(yè)機(jī)器人在搬運(yùn)程序中的應(yīng)用，集成的機(jī)器人依然是FANUCR-2000iB型智能機(jī)器人，這一機(jī)器人將電焊程序與搬運(yùn)程序有機(jī)組合在一起，每一臺(tái)機(jī)器負(fù)責(zé)一個(gè)程序，在兩部機(jī)器人的有效配合下，焊接和搬運(yùn)工作無(wú)縫對(duì)接。但也存在兩部機(jī)器人配合不協(xié)調(diào)的情況存在，如果至少一部機(jī)器人出現(xiàn)了故障，就會(huì)出現(xiàn)這一情況，為了防止這一情況的發(fā)生，可以將最新一代的FANUCR-30iA機(jī)器人控制器安裝在機(jī)器人身上，從而確保其性能、響應(yīng)效率、安全性等的提升，在充分集成視覺功能的情況，使得不同的機(jī)器人在工作時(shí)配合更為默契，并確保單機(jī)系統(tǒng)或多機(jī)系統(tǒng)都可以在有效的控制狀態(tài)下，此外，在傳感器硬件、系統(tǒng)等的集成下，機(jī)器人的生產(chǎn)效率會(huì)大大提升。圖4汽車零部件焊接自動(dòng)線圖4是該汽車零部件生產(chǎn)中焊接自動(dòng)線，主要焊接的汽車零部件是汽車底盤，所采取的機(jī)器人是發(fā)那科機(jī)器人，多臺(tái)機(jī)器人分別堅(jiān)守在焊接、沖壓、涂膠、測(cè)量、搬運(yùn)和懸掛輸送等幾個(gè)部分，從而確保汽車零部件產(chǎn)品的焊接加工沖壓涂膠等工序的有效完成的。這種機(jī)器人使用了視覺傳感技術(shù)，兼容性強(qiáng)，可以在焊接的過程中自動(dòng)識(shí)別焊縫位置，在空間中尋找和跟蹤焊縫、焊縫起點(diǎn)、焊接終點(diǎn)等，從而更好地定位焊縫的位置，并做到有效的自我調(diào)節(jié)。3.4組裝集成圖5組裝作業(yè)組裝對(duì)機(jī)器人的要求較高，集成的機(jī)器人需要具備較高的精度和速度，從而確保很多小零部件的成功安裝，因此，這是人工難以完成的一項(xiàng)作業(yè)，但是機(jī)器人的存在可以使得車門、儀表盤、前后擋車、車燈、電池、座椅等的安裝更加有效，確保組裝有效性的不斷提升。3.5涂膠集成圖6涂膠作業(yè)涂膠是一項(xiàng)作業(yè)量大、準(zhǔn)確度要求較高的工作，其工作成功與否直接影響到汽車的外觀品質(zhì)，隨著消費(fèi)者對(duì)汽車外觀的要求不斷提升，涂膠作業(yè)也需要不斷改善，從而使得車身、汽車黨風(fēng)擋風(fēng)玻璃、車底、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等零件可以涂上不同的涂膠，確保汽車外觀符合消費(fèi)者的需求。工業(yè)機(jī)器人可以將折膠、涂膠、PVC涂膠及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)涂膠等有效得涂在制定的部分上，提高了涂膠工序的有效性。3.6噴涂集成圖7噴漆作業(yè)主要是用于車體外表的漆皮的噴涂。這個(gè)對(duì)于車體的整車效果影響很大。眾所周知，人眼睛是最挑剔的，深淺稍有不同，就會(huì)讓顧客聯(lián)想到汽車內(nèi)部品質(zhì)的不可靠性。所以機(jī)器人在這方面的使用使得噴涂作業(yè)更均勻，使外觀更能贏得消費(fèi)者的親睞。3.7搬運(yùn)集成圖8搬運(yùn)作業(yè)搬運(yùn)需要和生產(chǎn)環(huán)節(jié)精密地結(jié)合，且最大限度的避免搬運(yùn)中對(duì)于加工零部件的損害。這些都非常適合于機(jī)器人來(lái)執(zhí)行。3.8機(jī)床集成在焊接、搬運(yùn)、碼垛、裝配等領(lǐng)域里，工業(yè)機(jī)器人基本上占據(jù)主導(dǎo)地位，但是在與機(jī)床的集成中，工業(yè)機(jī)器人基本屬于從屬的地位的，其在應(yīng)用的過程中，主要體現(xiàn)在如下幾方面：（1）單機(jī)上下料工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于單機(jī)上下料中，相比人工來(lái)完成這一工作，機(jī)器人完成的更加高效，有利于產(chǎn)量的提升。在汽車零配件中，有很多中小零部件的加工工作，這些工作批量大，加工時(shí)間較長(zhǎng)，需要工人夜以繼日地工作，才能保障產(chǎn)量的提升。但這無(wú)疑會(huì)耗費(fèi)更多的人力和時(shí)間，但是機(jī)器人在機(jī)床中的集成，并于機(jī)床合二為一，可以促進(jìn)這些中小零部件的高效生產(chǎn)。尤其在部分貴重的零部件需要轉(zhuǎn)移時(shí)，機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)更加突出，可以保障任務(wù)的圓滿完成。機(jī)器人在機(jī)床中的安裝可以是固定式、移動(dòng)式和柄架式等幾種類型。（2）機(jī)器人與機(jī)床組成柔性生產(chǎn)線機(jī)器人還可以與其他的機(jī)床結(jié)合在一起，從而促進(jìn)生產(chǎn)線的形成，這一生產(chǎn)線具備較強(qiáng)的柔性，可以做到生產(chǎn)的靈活和自由化，這一種方式比單機(jī)上下料更為有效，充分應(yīng)用于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中，這進(jìn)一步促進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人的需求擴(kuò)張。但是在應(yīng)用的過程中，工藝路線和現(xiàn)場(chǎng)條件等因素會(huì)影響到機(jī)床的布局，從而使其出現(xiàn)L型、U型和直線型、對(duì)面布置等幾種常見的類型，其中的U型布局更是包括三臺(tái)數(shù)控機(jī)床和一臺(tái)機(jī)器人，銜接較為連貫。（3）與機(jī)床共同完成加工工藝過程在沖剪、折彎?rùn)C(jī)上集成工業(yè)機(jī)器人，可以保障更多人工作業(yè)被機(jī)器人取代，從而確保上下料的有效實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提升，防止工人在工作中受到工傷。（4）獨(dú)立完成加工工序如果裝上了專用手爪，機(jī)器人還可以完成切割、打磨、拋光、清洗等工作，這些工作較為精細(xì)，而且存在很大的安全隱患，稍有不慎，就會(huì)出現(xiàn)人員傷亡的情況，但是讓機(jī)器人來(lái)完成這一工作，不僅可以保障工作的完成，而且可以充當(dāng)機(jī)床的角色，確保打孔、攻絲、鉚接、切削等加工工序不受耽誤。在視覺、觸覺等傳感器的安裝下，機(jī)器人就可以具備更強(qiáng)的觸覺和視覺等，從而在完成組裝、零件分選等復(fù)雜工序上更加精準(zhǔn)，省下了安裝專用工位器具的麻煩。此外，在特殊手爪的裝備下，機(jī)器人就還可以高溫環(huán)境下作業(yè)，比如進(jìn)行鑄造、機(jī)械鍛造、，取鐵液、澆注、上下熱毛坯、更換熱態(tài)模具等。在集成下，工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化程度更高，機(jī)床的應(yīng)用范圍更加廣泛，很多功能還在不斷開發(fā)中，4工業(yè)機(jī)器人集成的發(fā)展路徑4.1由產(chǎn)品批量大、利潤(rùn)高的產(chǎn)業(yè)向一般工業(yè)延伸縱觀機(jī)器人系統(tǒng)集成行業(yè)的發(fā)展歷程可知，首先應(yīng)用的行業(yè)都是批量化生產(chǎn)、利潤(rùn)高的行業(yè)。目前機(jī)器人系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)集中在汽車工業(yè)、3C電子、金屬加工、食品飲料等行業(yè)，這些行業(yè)中大額、高利潤(rùn)訂單已逐步被大型集成商瓜分，而一般工業(yè)的自動(dòng)化改造需求仍然相對(duì)旺盛，隨著傳統(tǒng)市場(chǎng)的飽和，機(jī)器人系統(tǒng)集成商未來(lái)開發(fā)的市場(chǎng)通常都將逐步趨向于工藝復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)化程度低、產(chǎn)品批量小、利潤(rùn)空間有限的一般工業(yè)。4.2由自動(dòng)化程度高的行業(yè)向自動(dòng)化程度低的行業(yè)延伸機(jī)器人系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)通常分布在自動(dòng)化基礎(chǔ)比較好的行業(yè)，如汽車、3C'電子、金屬加工、物流等技術(shù)要求高、自動(dòng)化程度高的行業(yè)，但隨著上述行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇及市場(chǎng)的飽和，系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)將會(huì)向自動(dòng)化程度較低的行業(yè)延伸。在此過程中，由于企業(yè)自身的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，會(huì)對(duì)系統(tǒng)集成商提出更多的針對(duì)特殊工藝的要求，這不僅蘊(yùn)含著更多的行業(yè)機(jī)會(huì)，也會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)工廠自動(dòng)化水平的提升少。4.3市場(chǎng)規(guī)模隨用工成本增加而擴(kuò)大如果單純從成本的角度考慮，在復(fù)雜的工作條件下，人類相比機(jī)器更加“聰明”和“廉價(jià)”，而在需要發(fā)揮想象力、創(chuàng)造力的工作場(chǎng)景，人類甚至具有機(jī)器不可替代的作用。但是對(duì)于簡(jiǎn)單重復(fù)性勞動(dòng)，機(jī)器人具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)口習(xí)，因此，具備簡(jiǎn)單、重復(fù)性工作特點(diǎn)的手工勞動(dòng)者所從事的工作，理論上都是潛在的機(jī)器人系統(tǒng)集成市場(chǎng)領(lǐng)域。北京航空航天大學(xué)王田苗教授指出，用工成本的增加和工業(yè)機(jī)器人成本的降低，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用存在一個(gè)拐點(diǎn)，當(dāng)人力成本大于機(jī)器人及成套裝備成本時(shí)，拐點(diǎn)到來(lái)，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)隨即呈現(xiàn)井噴式發(fā)展。這就表明，機(jī)器換人存在一個(gè)動(dòng)態(tài)的效益平衡點(diǎn)，可以預(yù)見，未來(lái)的工人將從事要求更高、需要更“聰明”的工種，而用工成本也會(huì)更高。由上述理論可以推斷，未來(lái)隨著勞動(dòng)力成本的攀升，效益平衡點(diǎn)將隨之移動(dòng)，而機(jī)器人系統(tǒng)集成行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模也將隨之?dāng)U大。5工業(yè)機(jī)器人集成的發(fā)展趨勢(shì)5.1圍繞核心技術(shù)及產(chǎn)品做系統(tǒng)集成企業(yè)可以結(jié)合自身技術(shù)背景，構(gòu)建核心技術(shù)及產(chǎn)品，并將這類技術(shù)或產(chǎn)品經(jīng)過系統(tǒng)集成最終為客戶提供服務(wù)。目前己有相關(guān)學(xué)者圍繞機(jī)器視覺、軟件工程構(gòu)建及重構(gòu)等核心技術(shù)，探討其在機(jī)器人系統(tǒng)集成行業(yè)的應(yīng)用。5.2熟悉工藝并提煉出可批量化應(yīng)用的核心技術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)集成商可以將各細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)具有特殊工藝要求的部分做成通用產(chǎn)品，通過不斷迭代產(chǎn)品來(lái)提升性能，最終達(dá)到提高企業(yè)利潤(rùn)率，構(gòu)筑企業(yè)護(hù)城河，降低項(xiàng)目成本的目的。國(guó)內(nèi)大型系統(tǒng)集成商大都采取該策略，如德梅柯提供汽車整線的系統(tǒng)集成，即是典型的案例。5.3通過多種資本運(yùn)作方式增強(qiáng)融資能力在企業(yè)資金緊張、業(yè)務(wù)量大、市場(chǎng)需求旺盛的情況下，可以考慮采取貸款、拉風(fēng)投、上市、融資租賃等多種形式來(lái)盡快打開局而，占領(lǐng)市場(chǎng)，避免財(cái)務(wù)能力成為企業(yè)發(fā)展的瓶頸。連碩自動(dòng)化被上市企業(yè)海倫哲全資收購(gòu)，即是憑借上市公司獲得融資的典型案例。5.4整合資源提供整體解決方案未來(lái)機(jī)器人系統(tǒng)集成企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，很大程度上體現(xiàn)在提