浅谈工业机器人在工业生产中的应用 口袁国伟 辽宁・丹东 ｌ１８００９） （辽宁机电职业技术学院摘要：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人。工业机器人是自动执行工作的机器 装置，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。就工业机器人在工业生产中的应用 进行探讨。 关键词：工业机器人应用 工业 中图分类号：ＴＰ２４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－３９７３（２０１３）００４－０５８－０２ 焊接附属装置在内的焊接系统，而不只是一台以规划的速度 ｌ引言 工业机器人最早应用于汽车制造工业，常用于焊接，喷漆， 和姿态携带焊枪移动的单机。如图１所示为弧焊机器人的 上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑 本组成。适合机器人应用的弧焊方法主要有惰性握体保护焊、 功能，它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环 混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。 境中的工作；代替人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生 产率，保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运 小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制 造系统，实现生产自动化。 ２工业机器人的主要运用 （１）恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有 些作业是有害于人体健康并危及生命，或不安全因素很大而 不宜由人去做的作业，用工业机器人去做最合适。例如核工 厂设备的检验和维修机器人，核工业上沸腾水式反应堆燃料 自动交换机。 １．机器人控制柜２－焊接电源３．气瓶４．气体流量计５．气路 （２）特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间 探索等领域对于人类来说是力所不能及的，只有机器人才能 进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂；用于海底 ６．焊丝轮７．柔性导管８．弧焊机器人９．送丝机器人１Ｏ．焊枪ｌ１． 工件电缆１２．焊接电缆１３．控制电缆 图ｌ弧焊机器人系统的基本组成 弧焊机器人的主要性能要求：在弧焊作业中，要求焊枪 采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。 踪工件的焊道运动，并不断填充金属形成焊道。因此，运动过 （３）自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用 程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标，一股情况下，焊接 于机床上、下料，点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机 速度约取５～５０ ｍｍ／ｓ，轨迹精度约为土（０．２～０．５）ｍｍ；由于焊 制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。 枪的姿态对焊缝质量也有一定影响，因此希望在跟踪焊道的 随着柔性自动化的出现，机器人在自动化生产领域扮演了更 同时，焊枪姿态的可调范围尽量大。此外，还有一些 他性能 重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的 要求，这些要求包括：设定焊接条件（电流、电 、速度等）、抖 应用进行简单介绍。 动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能（断弧、工件熔化） ２．１焊接机器人 及焊接传感器（起始焊点检测，焊道跟踪）的接口功能。 点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业，点 ２．３喷漆机器人 焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一 喷漆机器人广泛应用于汽车车休、家电产品和符种塑料 般大约需要完成３０００－４０００个焊点，其中６０％是由点焊机器 制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如 人来完成的。在有些大批量汽车生产线上，服役的点焊机器 下特点： 人数量甚至高达１５０多台。 （１）工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气； 点焊机器人主要性能要求：安装面积小，工件空间大；伙 （２）沿轨迹高速运动，途经各点均为作业点： 速完成小节距的多点定位；定位精度高（土０．２５ ｍｍ），以确保 焊接质量；持重大（４９０～９８０Ｎ），以便携带内装变压器的焊钳： （３）多数被喷漆部件都搭载在传送带上，边移动边喷漆。 如图２所示为关节式喷漆机器人。 ２．４搬运机器人 示教简单，节省工时。 ２．２弧焊机器人 弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺，绝大 多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工 作。弧焊机器人应用范围很广，除汽车行业外，在通用机械、 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发 展，搬运机器人在现代制造业中的应用也越米越广泛。机器 人可用于零件的加工过程中，物料、工辅量具的装卸和储运， 可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置，或从一 金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种 ——斟协论坛・２ｏ１３年第４期（下）—— 钢结构件焊接变形的防治策略 口于俊 （山东立业机械装备有限公司 山东・新泰２７１２００） 摘要：论述钢结构件变形的原因，为避免钢结构件焊接变形，从设计方面和工艺方面提出相应的防治策略，为 焊接工作提供借鉴。 关键词：焊接变形钢结构件策略 中图分类号：ＴＵ７５８．Ｉｌ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－３９７３（２０１３）００４－０５９—０２ ｌ引言 （１）焊接变形会随着焊缝数量的增多和断面尺寸的增大而 焊接是钢结构连接的主要技术，随着工业的发展，焊接得 变大。这是因为焊缝截面尺寸越大时焊接所需的线能量越大 到了广泛的应用，在实际的焊接过程中，企业要求的是焊缝质 变形越大。 量高，焊接效率高，焊接变形率低。但是焊接变形很难避免。 （２）焊接过程中，分层焊接的层数越多，每层所以需要的线 因此，必须对焊接变形进行分析，采取相应措施防止焊接变形， 能量越小随之带来的变形越小。即第一层的焊缝收缩变形最 以达到企业的要求。 大，第二层的焊接变形量是第一层的２０％，第三层的焊接变形 ２钢结构件焊接变形概述 量是第一层的５％－１０％。 焊接变形是指钢结构在焊接过程中，由于施焊电弧高温 （３）焊接有一个最适的原始温度，原始温度高，会提高线能 引起的变形；或者在焊接结束后在构件中的残余变形。常见 量，使焊接变形增大。当原始温度达到某个临界温度后，焊件 的焊接变形有弯曲变形、扭曲变形、横纵向收缩变形、角变形、 的温差减小，焊接变形也随之减小。 波浪变形等。 （４）在焊接过程中，焊接方法的不同会产生不同的温度场， ３钢结构件焊接变形原因 那么钢结构件的热变形也就有所不同。通常情况下，相对手 焊接是一个加热熔融再凝固成永久性连接体的过程。焊 工焊来说，自动焊加热集中，受热区域窄，其变形较小。再者， 接时，钢结构件局部处于高温状态，所以，焊接受热不均就会 由于连续焊和断续焊的温度场不同，因此所产生的热变形也 产生一定程度的变形，钢结构件受热膨胀时，由于周围金属的 有所不同，一般，断续焊可以降低线能量，因此焊接变形较小， 阻碍作用而不能自由拉仲，这种作用力也会使钢结构件变形。 连续焊的变形较大。 钢结构件变形影响因素主要有以下几方面： （５）焊接时，焊缝的位置和数量最好设计在钢结构件对称 机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的 １９８０年前后，引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装 配线上手工作业的工序，随后很快出现了以机器人为主体的 ６（４２ ） 装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的 进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小 型、中等复杂程度的产品，如电机、水泵齿轮箱等，特别适应于 中小批量生产的装配，可实现自动装卸、传送、检测、装配、监 控、判断、决策等机能。 机器人柔性装配系统通常以机器人为中心，并有诸多周 边设备，如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之 配合，此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多，整 １．小臂２．大臂３．转台４．基座 个系统将过于庞大，效率降低，这是不可取的。在机器人柔性 图２关节式喷漆机器人 装配系统中，机器人的数量可根据产量选定，而零件供给装置 台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。 等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此，和装配线比 ２．５装配机器人 较，产量越少，机器人柔性装配系统的投资越大。 装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料 ３结束语 统计表明，装配劳动量占产品生产劳动量的５０％－，－６０％，在有些 工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学 场合，这一比例甚至更高。例如，在电子器件厂的芯片装配、 科领域的技术为基础，融合而成的一种系统技术；也可说是一 电路板的生产中，装配劳动量占产品生产劳动量的７０％ ８０％。 门知识、技术密集的，多学科交叉的综合化的高新技术。随着 因此，用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。 这些相关学科技术的进步和发展，工业机器人技术也一定会 ２．６机器人柔性装配系统 到迅速发展和提高。 ——斟协论坛・２０１３年第４期（下）——