工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與選型

摘要：對于機(jī)器人本體的選型，主要的選型參數(shù)為應(yīng)用場景、

自由度、重復(fù)定位精度、有效負(fù)載、工作半徑以及本體重量等。

-工業(yè)機(jī)器人簡介

工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的、廣泛用于工業(yè)領(lǐng)

域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，具有一定的自動性，可

依靠自身的動力能源和控制能力實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)

機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個工業(yè)領(lǐng)域之中。

工業(yè)機(jī)器人通常具有三個或更多可編程的軸。為了適應(yīng)不同的

用途，機(jī)器人最后一個軸的機(jī)械接口，通常是一個連接法蘭，可接

裝不同工具或末端執(zhí)行器。

二工業(yè)機(jī)器人常見類型

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域及用途不同，工業(yè)機(jī)器人一般分為焊接機(jī)器人、

碼垛機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等等。

2.1焊接機(jī)器人

焊接機(jī)器人指從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機(jī)器人，在

機(jī)器人末端連接法蘭裝接焊鉗或焊（害Q槍等，使之能進(jìn)行焊接、

切割或熱噴涂。

焊接機(jī)器人具備性能穩(wěn)定，工作空間大、運(yùn)動速度快、負(fù)荷能

力強(qiáng)等特點(diǎn)。焊接機(jī)器人一般分為中空型焊接機(jī)器人和通用型焊接

機(jī)器人，通用型焊接機(jī)器人本體一般采用通用6軸機(jī)器人,而中空

型焊接機(jī)器人則是專為焊接自動化使用的機(jī)型，其結(jié)構(gòu)可以直接安

裝焊機(jī)等設(shè)備配套焊接。

不管何種工業(yè)機(jī)器人，只要具有焊接工藝，系統(tǒng)具備焊接參數(shù)

設(shè)定基本都可以應(yīng)用在焊接領(lǐng)域，選擇合適的焊接機(jī)器人是根據(jù)實(shí)

際生產(chǎn)情況，結(jié)合產(chǎn)品情況、規(guī)格、焊接要求等進(jìn)行選擇。

22碼垛機(jī)器人

碼垛機(jī)器人指從事碼垛作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，將已裝入容器的物

體，按照一定規(guī)則排列碼放在托盤或其他載具上。通過在末端法蘭

裝接不同類型的抓取機(jī)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)柔性抓取作業(yè)。

碼垛機(jī)器人一段采用坐標(biāo)式機(jī)器人，結(jié)構(gòu)簡單、故障率低、性

能可靠、維修保養(yǎng)簡單。一般常采用4軸形式，整體占地面積少、

適用性強(qiáng)、能耗低、只需定位抓起點(diǎn)和擺放點(diǎn)，示教方法簡單易懂。

碼垛機(jī)器人應(yīng)用比較專一，一般只能進(jìn)行平面的搬運(yùn)及碼垛，

可通過軟件設(shè)置生產(chǎn)自動碼垛程序。

計(jì)、對于機(jī)器人的重復(fù)定位精度要求不高等特點(diǎn)。

2.5搬運(yùn)機(jī)器人

搬運(yùn)機(jī)器人與碼垛機(jī)器人基本相同，其主耍區(qū)別在于搬運(yùn)機(jī)器

人更多的采用6軸形式,其特點(diǎn)是運(yùn)動速度快，柔性度高等。

一般搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)合輸送線體、加工設(shè)備等，完成物料的抓取

與搬運(yùn)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)輸送。

=工業(yè)機(jī)器人選型

工業(yè)機(jī)器人通常是由機(jī)器人本體以及末端執(zhí)行器組成。在工業(yè)

機(jī)器人的應(yīng)用過程中，通常是對機(jī)器人本體進(jìn)行符合使用條件的選

型，末端執(zhí)行器則是針對不同的使用行業(yè)以及環(huán)境進(jìn)行定制。

對于機(jī)器人本體的選型，主要的選型參數(shù)為應(yīng)用場景、自由度、

重復(fù)定位精度、有效負(fù)載、工作半徑以及本體重量等。

3.1應(yīng)用場景

對于不同的應(yīng)用場景，所適配的機(jī)器人也不一樣。多軸機(jī)器人、

協(xié)作型機(jī)器人、水平關(guān)節(jié)型機(jī)器人以及并聯(lián)機(jī)器人，在其各自適配

的應(yīng)用場景中才能最大限度的發(fā)揮其工作能力。

3.2由度

機(jī)器人配置的軸數(shù)直接關(guān)聯(lián)其自由度，軸數(shù)一般取決于應(yīng)用場

景。自由度的不同影響著機(jī)器人的應(yīng)用成本，在成本允許的前提下,

軸數(shù)多一點(diǎn)能夠提高整體的兼容性。

33重復(fù)定位精度

一般指機(jī)器人完成例行的工作任務(wù)每次到達(dá)同一位置的精度，

重復(fù)定位精度影響著機(jī)器人工作的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性，不同的應(yīng)用場

景對于機(jī)器人重復(fù)定位精度的要求不一樣。比如大型物料的碼垛，

一般不會要求很高的定位精度，但是在一些加工制造行業(yè)所采用的

裝配機(jī)器人則需要較高的重復(fù)定位精度。

3.4有效負(fù)載

機(jī)器人在其工作空間內(nèi)可攜帶的最大負(fù)載，該負(fù)載包含工業(yè)機(jī)

器人末端軸所裝接的末端執(zhí)行器重量。由于在機(jī)器人工作空間范圍

內(nèi)，不同位置距離，機(jī)器人的實(shí)際負(fù)載能力會有一定的差異。所以

一般在選型過程中，對于機(jī)器人負(fù)載一般會留有20%左右的余量。

3.5工作半徑

機(jī)器人的水平運(yùn)動范圍，每個公司都會給出相應(yīng)機(jī)器人的動作

范圍圖，由此可以判斷，該機(jī)器人是否適合特定的應(yīng)用。

3.6本體重量

機(jī)器人本體重量是在其選型應(yīng)用過程中的一個重要因素，如果

工業(yè)機(jī)器人必須安裝在一個定制的機(jī)臺或者導(dǎo)軌上，那么就需要知

道機(jī)器人本體重量來設(shè)計(jì)相應(yīng)的支持。

四工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用

隨著智能制造的發(fā)展，自動化需求的提升。工業(yè)機(jī)器人在越來

越多的行業(yè)中得到普遍的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人與各種機(jī)床、線體進(jìn)行

集成，從而提高生產(chǎn)加工效率和安全性。