工业机器人在加工制造中的应用现状和发展趋势

徐世光

摘 要：工业机器人的应用领域越来越广泛，并在提升工作效率，降低工作难度方面发挥重要作用。结合当前工业机器人的应用情况，就其在加工制造中的应用现状进行分析研究，并探索其更好的发展趋势，才能够让工业机器人在加工制造行业中发挥作用，让其在全面提升加工制造效能方面展现优势。

关键词：工业机器人；加工制造；应用现状；发展趋势

一、工业机器人在加工制造中的应用现状

1.焊接机器人

电焊机器人工业机器人最先在汽车的电焊作业中进行应用，在焊接车体薄板中，对电焊机器人进行了大量应用。比如，在对一台汽车车体开展装焊工作的过程中，需要对3000至4000个焊点完成焊接，在这些作业中，机器人能够对其中的60%焊接工作机器完成。针对部分大批量汽车生产线而言，其所应用的电焊机器人数量甚至超出150多台。

关于点焊机器人有关性能要求方面，其主要包括以下几点：

（1）其安装面积比较小，并且整个工件的空间比较广；

（2）能够在非常短的时间内，针对小节距的多点定位工作顺利完成；

（3）具有非常高的定位精度，其精度大约为0.25mm，能够使焊接工作的质量得到充分保障；

（4）具有比较大的持重，持重范围位于490至980N，能够为内装变压器焊钳携带工作创造条件；

（5）示范教学工作开展起来，比较容易，能够节省大量工作时间。

2.弧焊机器人

在焊接金属连续结合的焊缝工艺中，会对弧焊机器人进行运用。通过弧焊机器人，能够确保自动送丝、熔化电极与气体保护工作实现的前提下，开展相关焊接工作。弧焊机器人具有非常广泛的应用范围，能够普遍应用于汽车行业、通用机械、金属结构等许多行业之中。针对弧焊机器人而言，其不仅仅是携带焊枪移动的单机，应当将所有焊接附属装置在内的焊接系统包括进来。关于其系统组成方面，主要包括机器人控制柜、焊接电源、气瓶、气体流量计、气路、焊丝轮、柔性导管、弧焊机器人、送丝机器人、焊枪、工件电缆、焊接电缆以及控制电缆。惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊以及等离子弧焊接系其主要弧焊方法。

关于其性能要求方面，主要包括以下几点：

（1）在开展相关弧焊作业的过程中，针对工件的焊道运动，焊枪应当开展跟踪工作，并持续对金属进行填充，以此来促进焊道的生成。所以，在运动的过程中，最为重要的两个指标就是速度的平稳性以及轨迹；

（2）焊缝的质量，也会受到焊枪姿态的影响，所以，在对焊道开展跟踪工作的过程中，也应当确保焊枪姿态，处于最大可调范围之中；

（3）还将部分其他性能要求包括进来，例如，设定焊接条件、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能以及焊接传感器的接口功能。

3.喷漆机器人

无论是在汽车车体与家电产品的喷漆作业中，还是在各种塑料制品的喷漆作业中，都对喷漆机器人进行了大量应用。关于关节式喷漆机器人的组成部分方面，主要包括六个关节、大臂、小臂、转台以及基座。

关于环境与动作要求方面，其主要具备以下特征：

（1）在其所处工作环境的空气中，应当将易爆的喷漆剂蒸汽包括进来；

（2）应当沿着一定的轨迹，开展高速运动，在整个运动过程中所经过的各个点，都属于其作业点范畴；

（3）应当在传送带中，对大部分被喷漆部件开展搭载工作，在移动的过程中，进行喷漆作业。

4.搬运机器人

伴随着我国社会经济突飞猛进的发展与进步，计算机集成制造技术、物流技术以及自动仓储技术，也处于飞速发展状态之中，在现代制造业中，搬运机器人得到了大力应用，其应用范围变得更加广泛。在开展相关零件加工工作的过程中，可以对搬运机器人进行应用，通过搬运机器人，能够装卸、储存并运输物料与工辅量具，能够从一个输送装置，将有关零件运输至另一个输送装置之中，亦或是从一台机床中取下加工完的零件，再将其安装至另一台机床之中。

5.装配机器人

在当前的现代工业生产工作中，装配机器人发挥着至关重要的作用。根据有关资料统计说明，在整个产品生产劳动量中，装配劳动量所占据的比重高达50%至60%，在部分场合中，其所占据的比例会更高。比如，针对电子器件厂而言，无论是在开展芯片装配工作的过程中，还是在进行电路板生产工作的过程中，在整个产品生产的劳动量中，装配劳动量所占据的比重高达70%至80%。所以，在自动化装配作业的完成方面，装配机器人发挥了至关重要的作用。

二、工业机器人的未来发展趋势

第一，当前工业机器人的主要应用领域就是传统制造业，例如，化学、石油、船舶、采矿、冶金等领域，在未来，其将会扩大至部分高科技领域之中，例如，航空、航天、生化、医药、核能等。与此同时，工业机器人也会转变为家庭机器人，能够走进越来越多的家庭，其还会走进部分高危行业之中，取代人来完成危险作业任务，例如，排雷、修理高压线、下水道清理、消防等。人类的日常工作与生活对工业机器人的依赖性越来越大，通过工业机器人的大量运用，能够使我们的文化生活变得更加丰富多彩。

第二，在未来工业机器人很有可能朝着小型化的方向进行发展。当前，ABB公司推出了一款名为“IRBI20”的小型机器人，其自身重量仅仅为25千克，然而，其具备非常突出的工作能力，在整个业内处于领先地位之中，关于其工作范围方面，能够实现580毫米，针对每公斤物料，开展相关拾取工作的过程中，其節拍仅仅需要0.58秒，其具备非常突出的定位精度，能够达到0.01mm，一经投入市场，就收获了广泛的好评与青睐。所以，未来工业机器人很有可能朝着小型化的方向进行发展。针对小型工业机器人而言，其自身具备突出的优势，在传统的思路中，机器人应当大于其所加工的部件。但是，伴随着航空、航天、局核电等先进科学技术突飞猛进的发展，工件的尺寸在不断加大，倘若继续对工业机器人的尺寸进行加大，会明显增加相关成本费用。所以，可以对传统思路进行转变，不断缩小工业机器人，使其能够在工件上，开展相关加工工作。

第三，此外，工业机器人将会与一些新发展的技术联系起来，例如，高能激光切割、变速箱装配、板金属变形以及搅拌摩擦焊等，并不断与其融合成为一个整体。部分传统的加工过程，比如，激光焊接、测量、激光切割、去毛刺、粘结等，也会通过工业机器人来开展相关加工工作。与此同时，也会对工业机器人的生产成本进行减少，并实现高端工业机器人质量的提升。

结语：

工业机器人的发展已经越来越为人们所关注和重视，其在加工制造领域中的应用现状也越来越为人们所深度思考，结合其应用现状探索工业机器人的未来发展趋势，也成为诸多人员所关注的重要内容。相信通过对工业机器人的不断深入研究，其在加工制造领域中的作用将会更加显著，其在推动行业发展方面的影响将会更加深远。

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