工业机器人的应用研究

刘永安，余天荣

（广州数控设备有限公司，广东广州 510530）

工业机器人的应用研究

刘永安，余天荣

（广州数控设备有限公司，广东广州 510530）

介绍了工业机器人的发展历程、应用现状，并对工业机器人技术的未来发展趋势做出了展望。随着经济和科学技术的不断发展，生产自动化、智能化已经成为了社会发展的必然趋势，由更加智能的生产工具来代替人工进行生产也成为了生产力发展的必然要求，为了满足日益增长的生产力需求，在此前提下工业机器人应运而生。随着工业机器人技术的不断发展，工业机器人已经开始广泛的应用于社会生产的各个领域。

工业机器人；发展；应用

1 机器人的发展和现状

1959年，美国的英格伯格和德沃尔制造出第一台机器人，最初的机器人只可以实现简单的示教再现，此时的机器人，每个动作都需要操作人员通过示教盒用程序进行控制，机器人没有对外界进行反馈和判断的能力，只能使用于简单重复生产动作。但此类工业机器人成本低，控制简单，到现在依然有大量这样的工业机器人运用于并不复杂的生产线当中。

现代的机器人最大的特点就是配备很多传感器，最普遍的就是给机器人配备视觉定位系统，这就相当于给机器人加上一双眼睛，这时机器人可以通过接收外界信息对外界进行反馈，具有一定的智能性，具有自我调节的能力，这部分已经成为了工业机器人研发和应用的热点，越来越多带有视觉定位系统的工业机器人被运用于生产当中，这可以提高生产的智能化和柔性化。除了给机器人视觉感知之外，还会逐渐地给它带来听觉和触觉等其他方面的感知，以提高机器人的智能程度，这也是最能体现现代工业机器人发展水平和主流的地方。现在的工业机器人虽然可以有一定的感知能力，并能够进行调节适应，但并不具备独立判断，推理和决策的能力，赋予机器人智能思维，实现真正意义上的自动化、智能化生产，这将会是机器人未来发展的趋势。

经过这么多年的发展，工业机器人的类型和系列日益完善，其负载等级也从几千克到一千多千克，其中最常见的通用型机器人，主要有六关节工业机器人、并联机器人和码垛机器人。同时工业机器人的性能也得到了极大的提高。现在工业机器人的末端输出速度可以达到数米每秒以上的速度，重复定位精度可以达到0.03 mm以上，负载可以达到1 300 kg。

2 工业机器人的应用

2.1 用于搬运

搬运是生产工业机器人的最初应用，也是目前为止最广泛的用途之一。得益于机器人速度、精度、稳定性等方面性能的提高，搬运机器人可以搬运的东西越来越多。同时由于机器人系列化的完善，机器人的负载也越来越大，可以满足大部分行业对产品货物搬运的要求。和传统生产线上的机械手相比，工业机器人所占空间更小，工作方式更加的灵活。其中由于六关节机器人定位精度高，动作灵活，广泛应用于机床的上下料，生产线的上下料，和机器人间的对接。现在普遍都为这些机器人加上了视觉定位系统[1]，从而实现自动化、智能化和柔性化生产。并联机器人负载能力较低，但速度极高，因此经常用于生产线上小件零件的上下料和堆放，可以大力提高生产速度。如图1，四轴的码垛机器人具有结构简单、运动稳定、操作简单、负载大等特点，目前码垛机器人的最大负载已经达到了1 300 kg。而且由于码垛机器人本身的平行四连杆机构，可以保证末端输出盘与地面水平，从而可以保证搬运货品可以平稳码放，因此码垛机器人非常适合用于大批货品的搬运码垛，现在已经广泛运用于各种场合的货品搬运，以降低人的劳动强度，而且极大地提高了生产的效率和速度。如图2，并联机器人因其动作灵活，速度快，易搭配视觉系统的特点，也被广泛用于各种轻载的、形状不一的产品。

图1 广州数控四轴码垛机器人

图2 广州数控并联机器人

2.2 用于焊接

焊接机器人是目前应用最广泛的一类工业机器人[2]，在各国机器人应用比例中大约占总数的40%～60%。焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人，这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式专门设计的，而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。现在已经有各种各样的行业开始运用机器人进行焊接。由于机器人的运动较人工更加平稳，因此焊接机器人的焊接质量也较稳定。新型焊接机器人都满足可在0.3 s内完成50 mm位移的最低功能要求，可以在短时间内快速移位，非常适合运用于点焊，可以极大地提高焊接速度，提高生产效率。而且焊接现场一般环境非常恶劣，对人体有很大的伤害，用机器人焊接可以改善工人的劳动条件，保障工人身体健康。现在焊接机器人已经广泛应用于汽车、工程机械、金属结构和军工工业等行业。尤其是在车辆行业中，焊接机器人特别适合车辆行业中的流水线式、大批量的生产模式，现在国内外先进的汽车企业基本上都已经在使用机器人代替人工焊接，图3为广州数控机器人在现场正进行焊接操作。

2.3 用于喷涂和其他应用

喷涂机器人同样被大量地应用在汽车、家具、电器以及搪瓷等行业。工业化社会的发展，要求产品生产车间高强度、高效率地完成喷涂工艺，由于此工艺易对人体健康造成损害，喷涂机器人应运而生。关节型工业机器人加上密封设计，加上其自由度大、速度快、工作空间运行灵活的特点，尤为适合有复杂运行轨迹的运行操作。

The Applications and Research on Industrial Robots

LIU Yong-an，YU Tian-rong
（GSK CNC Equipment Co.，Ltd，Guangzhou 510530，China）

This paper describes the development of industrial robots and its present application status.Also the paper makes an outlook on the development trends of industrial robot technology.As the continuous development of science and technology，the production automation and intelligence have become an inevitable trend of social development.Use tools that more intelligent to replace manual operation has become a necessary requirement for the development of productive forces，that give birth to industrial robots technique. With the continuous development of industrial robots technique，industrial robots have been widely used in various fields of social production.

industrial robots；development；application

TP242

A

1009－9492(2014)02－0052－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.02.015

2013－12－31