工业机器人一般运用在什么地方?
工业机器人的典型应用包括焊接、刷漆、组装、采集和放置(例如包装、码垛和 SMT)、产品检测和测试等; 所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和准确性。
工业机器人能替代越来越昂贵的劳动力,同时能提升工作效率和产品品质。富士康机器人可以承接生产线精密零件的组装任务,更可替代人工在喷涂、焊接、装配等不良工作环境中工作,并可与数控超精密铁床等工作母机结合模具加工生产,提高生产效率,替代部分非技术工人。
在发达国家中工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线以保证产品质量和生产高效率。目前典型的成套装备有大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子电器等机器人柔性自动 。
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
用途:
工业机器人的典型应用包括焊接、刷漆、组装、采集和放置(例如包装、码垛和 SMT)、产品检测和测试等; 所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和准确性。
工业机器人能替代越来越昂贵的劳动力,同时能提升工作效率和产品品质。富士康机器人可以承接生产线精密零件的组装任务,更可替代人工在喷涂、焊接、装配等不良工作环境中工作,并可与数控超精密铁床等工作母机结合模具加工生产,提高生产效率,替代部分非技术工人。
在发达国家中工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线以保证产品质量和生产高效率。目前典型的成套装备有大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子电器等机器人柔性自动 。
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工业机器人有哪些
工业机器人分布于各行各业,如焊接机器人、搬运机器人、检修机器人、喷漆机器人、装配机器人、视觉机器人等等,以下是机器人应用的十大行业:
1、汽车制造业
在中国,50%的工业机器人应用于汽车制造业,其中50%以上为焊接机器人;在发达国家,汽车工业机器人占机器人总保有量的53%以上。据统计,世界各大汽车制造厂,年产每万辆汽车所拥有的机器人数量为10台以上。随着机器人技术的不断发展和日臻完善,工业机器人必将对汽车制造业的发展起到极大的促进作用。而中国正由制造大国向制造强国迈进,需要提升加工手段,提高产品质量,增加企业竞争力,这一切都预示机器人的发展前景巨大。[5]
案例:在未引入机器人以前的中国重型汽车集团有限公司, 一个工人只能照看两台机床,引入工业机器人后,一台机器人可以自动操控5-10个加工中心。 从2005年到2011年,中国重汽卡车年产量从4万多辆增至15万辆,而固定职工只增加了10%左右,协议派遣工增幅也比较有限,产量的提升很大程度上归功于机器人的引入。
此外,2008年,中国重汽在建设新车间时引入了工业机器人,建成了全自动冲压机,由机械手臂将钢板送入冲压机,既稳定了产品质量,又代替了人工,避免了工伤事故的发生。
2、电子电气行业
电子类的IC、贴片元器件,工业机器人在这些领域的应用均较普遍。目前世界工业界装机最多的工业机器人是SCARA型四轴机器人。第二位的是串联关节型垂直6轴机器人。罗百辉指出,超过全球工业机器人装机量一半的这两种工业机器人是我们关注的重点。
在手机生产领域,视觉机器人,例如分拣装箱、撕膜系统、激光塑料焊接、高速四轴码垛机器人等适用于触摸屏检测、擦洗、贴膜等一系列流程的自动化系统的应用。
专区内机器人均由国内生产商根据电子生产行业需求所特制,小型化、简单化的特性实现了电子组装高精度、高效的生产,满足了电子组装加工设备日益精细化的需求,而自动化加工更是大大提升生产效益。据有关数据表明,产品通过机器人抛光,成品率可从87%提高到93%,因此无论“机器手臂”还是更高端的机器人,投入使用后都会使生产效率大幅提高。
3、橡胶及塑料工业
塑料工业的合作紧密而且专业化程度高:塑料的生产、加工和机械制造紧密相连。即使在将来,这一行业也将是一重要的经济部门并确保众多的工作岗位。因为塑料几乎无处不在:从汽车和电子工业到消费品和食品工业。 机械制造作为联系生产和加工的工艺技术在此发挥着至关重要的作用。原材料通过注塑机和工具被加工成用于精加工的创新型精细耐用的成品或半成品—通过采用自动化解决方案,生产工艺更高效、经济可靠。
要跻身塑料工业需符合极为严格的标准。这对机器人来说当然毫无问题。它不仅最佳适用于在净室环境标准下生产工具,而且也可在注塑机旁完成高强度作业。即使在高标准的生产环境下,它也将可靠地提高各种工艺的经济效益。因为机器人掌握了一系列操作、拾放和精加工作业。
以其多面手的特质,机器人的作业快速、高效、灵活。它结实耐用,能承受最重的载荷。由此可以最佳地满足日益增长的质量和生产效率的要求并确保企业在今后的市场竞争中具有决定性的竞争优势。
4、铸造行业
在极端的工作环境下进行多班作业—铸造域的作业使工人和机器遭受沉重负担。制造强劲的专门适用于极重载荷的库卡铸造机器人的另一个原因:高污染、高温或外部环境恶劣的领域。 操作简便的控制系统和专用的软件包使机器人的应用十分灵活—无论是直接用于注塑机、还是用于连接两道工序,或是用于运输极为沉重的工件。因其具有最佳的定位性能、很高的承载力以及可以安全可靠地进行高强度作业等优势等。
机器人以其模块化的结构设计、灵活的控制系统、专用的应用软件能够满足铸造行业整个自动化应用领域的最高要求。它不仅防水,而且耐脏、抗热。
它甚至可以直接在注塑机旁、内部和上方用于取出工件。此外它还可以可靠地将工艺单元和生产单元连接起来。另外在去毛边、磨削或钻孔等精加工作业以及进行质量检测方面,机器人表现非凡。
5、食品行业
机器人的运用范围越来越广泛,即使在很多的传统工业领域中人们也在努力使机器人代替人类工作,在食品工业中的情况也是如此。目前人们已经开发出的食品工业机器人有包装罐头机器人,自动午餐机器人和切割牛肉机器人等。
从想象机器人的角度来看,切割牛的前半身这个问题不是一个简朴的问题,要考虑的细节特别的复杂,因为从牛的身体结构来看,每头牛的肢体虽然大致一样,但还是有很多不相同的地方。机器人系统必须要选择对每头牛的最佳切割方法,最大限度的减少牛肉的浪费。实际上,要使机器人系统能纯熟的模拟一个纯熟屠宰工人的动作,最终的解决方法将是把传感器技术,人工智能和机器人制造等多项高技术集成起来,使机器人系统能自动顺应产品加工中的各种变化。
切割牛肉的机器人将要加工的牛的肢体与数据库中存储的以前的牛的肢体的切割信息进行比较来加工每一头牛,这样就可以顺着每刀切割所定的初始路线方向来确定刀的起点和终点,然后用机器人驱动刀切入牛的身体里面。传感器系统监视切割是所用力量的大小,来确定刀是否是在切割骨头,同时把信息反馈给机器人控制系统,以控制刀片只顺着骨头的轮廓移动,从而避免损坏刀片。
6、化工行业
化工行业是工业机器人主要应用领域之一。目前应用于化工行业的主要洁净机器人及其自动化设备有大气机械手、真空机械手、洁净镀膜机械手、洁净AGV、RGV及洁净物流自动传输系统等。很多现代化工业品生产要求精密化、微型化、高纯度、高质量和高可靠性,在产品的生产中要求有一个洁净的环境,洁净度的高低直接影响产品的合格率,洁净技术就是按照产品生产对洁净生产环境的污染物的控制要求、控制方法以及控制设施的日益严格而不断发展。因此,在化工领域,随着未来更多的化工生产场合对于环境清洁度的要求越来越高,洁净机器人将会得到进一步的利用,因此其具有广阔的市场空间。
合成橡胶自动化码垛装箱机器人在齐鲁石化橡胶厂投用。长期以来,该厂采用人工码垛方式,不仅耗费大量人力,而且员工劳动强度大。这一机器人装箱设备每小时可完成600块合成橡胶的装箱任务,最高纪录是3分钟装满一箱。 它可完成多种型号的国际标准集装箱的作业,每年可节省人工成本48万元并实现集装箱系统的重复使用,减少公用工程建设以及包装袋塑料降解的费用。
7、玻璃行业
无论是空心玻璃、平面玻璃、管状玻璃,还是玻璃纤维—现代化、含矿物的高科技材料是电子和通讯、化学、医药和化妆品工业中非常重要的组成部分。而且如今它对于建筑工业和其他工业分支来说也是不可或缺的。特别是对于洁净度要求非常高的玻璃,工业机器人是最好的选择。
洁净玻璃搬运系统。双手协调洁净搬运机械手,工作环境洁净度10000级。该机械手包含X1、X2、Z1、Z2和R五自由度,采用伺服电机驱动,具有高速度、快速响应、重复定位精度高的特点。
在X方向上X1轴、X2轴共用一对导轨,做交替协调运动,其中Z1轴末端带有旋转轴R。机械手末端带有端拾器,用于取放工件。RB35J可用在玻璃制造、平板显示(FPD)等行业需两个机械手轮流交替进行搬运、码垛的场合。
8、家用电器行业
白色家电的大型设备领域对经济性和生产率的要求也越来越高。降低工艺成本,提高生产效率成为重中之重,自动化解决方案可以优化家用电器的生产。无论是批量生产洗衣机滚筒或是给浴缸上釉—使用机器人可以更经济有效地完成生产、加工、搬运、测量和检验工作。它可以连续可靠地完成生产任务,无需经常将沉重的部件中转。由此可以确保生产流水线的物料流通顺畅—而且始终保持恒定高质量。
原因是多方面的:因其具有最高的生产率、重复性的高精确度、很高的可靠性以及光学和触觉性能,机器人几乎可以运用到家用电器生产工艺流程的所有方面。
9、冶金行业
无论是轻金属、彩色金属、贵金属、特殊金属,还是钢—金属工业离不开铸造厂和钢/金属加工。而且如果没有自动化和多班作业,就无法确保生产的经济效益和竞争力并减轻员工繁重的工作。
工业机器人在冶金行业的主要工作范围包括钻孔、铣削或切割以及折弯和冲压等加工过程。此外它还可以缩短焊接、安装、装卸料过程的工作周期并提高生产率。
即使在铸造领域,配备了专用的铸造装备的库卡机器人也显示了其非凡的实力,它具有使用寿命长、耐高温、防水和防灰尘等优势。此外库卡机器人还可以独立完成表面检测等检测工作,从而为高效的质量管理做出了重要贡献。
10、烟草行业
工业机器人在我国烟草行业的应用出现在90年代中期,玉溪卷烟厂采用工业机器人对其卷烟成品进行码垛作业,用AGV(自行走小车)搬运成品托盘,节省了大量人力,减少了烟箱破损,提高了自动化水平。
工业机器人在烟草行业的应用我国烟草行业多年来不断加强技术改造,促进技术进步,重点卷烟企业的生产设备已达到国际90年代初期水平。
但是,先进的生产设备必须配备与之相应的管理方法和后勤保障系统,才能真正发挥设备的高效益,如卷烟原、辅料的配送,就需要先进的自动化物流系统来完成, 传统的人工管理,人工搬运极易出错,又不准时,已不能适应生产发展的需要。精准的工业机器人被应用于这个领域。
一、焊接机器人
1、弧焊机器人
弧焊机器人主要应用于金属结构件的焊接,如汽车零部件、工程机械、管道等行业。它使用电弧产生的热量来熔化金属,从而实现焊接。
这类机器人配备了高精度的焊接电源和送丝机构。例如,在汽车生产线上,弧焊机器人能够以精确的焊接路径和稳定的焊接参数,对汽车车架等复杂形状的部件进行焊接,保证焊接质量的一致性和焊缝的美观度。
弧焊机器人可以根据不同的焊接工艺(如 MIG 焊、TIG 焊等)和工件材料进行编程调整,并且能够实现多层多道焊接,以满足不同的焊接要求。
2、点焊机器人:
点焊机器人常用于汽车车身制造等领域。它通过电极施加压力和电流,使两个金属板材在接触点处瞬间熔化并连接在一起。
点焊机器人具有快速、高效的特点,能够在短时间内完成大量的焊点。在汽车装配车间,它可以按照预设的焊点位置和顺序,快速而准确地将车身面板等部件焊接在一起,提高汽车生产的效率。
为了保证点焊质量,点焊机器人还可以监测焊接电流、压力和时间等参数,并根据实际情况进行调整。
二、搬运机器人
1、自动导引车(AGV)
AGV 是一种能够沿着预设路径自动行驶的搬运设备。它可以在工厂车间、物流仓库等环境中,将原材料、半成品或成品从一个位置搬运到另一个位置。
AGV 的导航方式多样,包括电磁导航、磁带导航、激光导航等。例如,采用激光导航的 AGV 能够通过反射板或自然环境特征进行定位,灵活地在复杂的车间环境中穿梭,自动避障,将货物准确地运输到指定的货架或生产线工位。
AGV 还可以与企业的生产管理系统(MES)或仓库管理系统(WMS)集成,实现智能化的物流调度,提高物料搬运的自动化程度和效率。
2、码垛机器人:
码垛机器人主要用于将产品按照一定的模式堆放在托盘上。它在食品、饮料、化工等行业应用广泛。
这类机器人具有很高的负载能力和工作速度。例如,在饮料生产企业,码垛机器人可以快速地将一箱箱饮料整齐地码放在托盘上,然后将托盘输送到仓库或运输车辆上。
码垛机器人可以根据产品的尺寸、重量和形状进行编程,灵活地调整码垛模式,并且能够适应不同规格的托盘。
三、装配机器人
1、螺丝拧紧机器人
螺丝拧紧机器人专门用于产品装配过程中的螺丝拧紧操作。它可以精确控制拧紧扭矩和角度,确保螺丝拧紧的质量。
在电子产品、机械产品等装配生产线中,螺丝拧紧机器人能够快速地将螺丝拧紧到指定的位置,并且可以通过传感器检测螺丝是否拧紧到位,避免螺丝松动或拧紧过度的情况。
这类机器人还可以与自动送料装置配合,实现螺丝的自动供给,进一步提高装配效率。
2、零部件装配机器人:
零部件装配机器人用于将各种零部件精确地组装在一起。例如在手机、电脑等 3C 产品的装配中,它可以将芯片、屏幕、外壳等零部件按照设计要求进行装配。
机器人通过视觉系统或高精度的定位装置,识别零部件的位置和姿态,然后使用末端执行器(如吸盘、夹爪等)抓取零部件,并将其准确地安装到产品的相应位置。
零部件装配机器人能够实现高速、高精度的装配,并且可以通过编程适应不同产品型号和装配工艺的变化。
四、喷涂机器人
1、喷漆机器人:
喷漆机器人广泛应用于汽车、家具、家电等行业的表面涂装。它能够均匀地将涂料喷涂在产品表面,保证涂层的质量和外观。
喷漆机器人可以根据产品的形状和尺寸自动调整喷涂的角度、距离和速度。例如在汽车喷漆过程中,它能够精确地控制喷枪的运动,使涂料均匀地覆盖在汽车车身表面,避免出现流挂、橘皮等缺陷。
喷漆机器人还可以与涂料供应系统和通风系统集成,实现自动化的喷漆过程,同时减少涂料浪费和对环境的污染。
2、粉末喷涂机器人
粉末喷涂机器人主要用于金属制品的表面涂装,如铝合金门窗、钢制家具等。它使用粉末涂料,通过静电吸附的方式将粉末附着在产品表面,然后经过固化形成涂层。
这类机器人能够精确地控制粉末的喷涂量和喷涂范围,确保涂层的均匀性和厚度。在操作过程中,粉末喷涂机器人可以根据产品的材质和形状,调整静电参数和喷涂参数,提高粉末涂料的利用率。
五、切割机器人
1、激光切割机器人:
激光切割机器人利用高能量密度的激光束对材料进行切割。它在金属加工、板材切割等领域应用广泛。
激光切割机器人可以切割各种形状复杂的工件,如汽车零部件的异形孔、金属板材的艺术造型等。它具有切割精度高、速度快、热影响区小等优点。
通过编程控制激光束的运动路径,激光切割机器人能够实现自动化的切割作业,并且可以根据不同的材料(如碳钢、不锈钢、铝合金等)和切割要求(如切割厚度、精度等)调整激光参数。
2、等离子切割机器人:
等离子切割机器人适用于切割各种金属材料,特别是对于厚板切割具有优势。它通过高温等离子弧将金属材料熔化并吹走,从而实现切割。
在船舶制造、工程机械等行业,等离子切割机器人可以切割大型的金属板材和结构件。它能够在高速切割的同时,保证切割面的垂直度和平整度。
等离子切割机器人也可以与自动化的上下料系统结合,实现连续的切割作业,提高生产效率。