工業機器人產業現狀

當今社會，人工智能成了大趨勢，機器人已經不再是電影上才能看到，它已經被應用于醫療、工業等多個領域，根據機器人的應用環境，國際機器人聯盟（IFR）將機器人分為工業機器人和服務機器人。其中工業機器人指應用于生產過程與環境的機器人，主要包括人機協作機器人和工業移動機器人，本文著重介紹；據國際機器人聯合會（以下簡稱IFR）近日發布的《2018年世界機器人報告》顯示，2017年，全球的工業機器人銷量高達38萬臺，同比增長29%。其中，中國是最大買家，在2017年買下13.8萬臺設備，超過全球總銷量的三分之一，同比增長58%。另外，據IFR預計，工業機器人未來幾年將繼續高速發展，到2020年，全球的工業機器人數量將達到300萬臺。

工業機器人在工廠中的應用

1. 機器人焊接目前已廣泛應用在汽車制造業

焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分。機器人由機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源，（包括其控制系統）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。對于智能機器人還應有傳感系統，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。

傳統焊接方式（雇用工人操作）操作時由于高溫和電火花刺眼都極其容易造成工人疲勞受傷，從而造成效率低，而焊接機器人剛好避開這些缺點。

機器人焊接目前已廣泛應用在汽車制造業，汽車底盤、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接。豐田公司將點焊作為標準來裝備其日本國內和海外的所有點焊機器人。用這種技術可以提高焊接質量，甚至試圖用它來代替某些弧焊作業，同時，在短距離內的運動時間也大為縮短。該公司推出一種高度低的點焊機器人，用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產線長度。轎車后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等底盤零件大都是以惰性氣體保護焊(Metal-Inert Gas Welding，MIG)為主的受力安全零件，主要構件采用沖壓焊接，板厚平均為1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主，焊接質量要求相當高，其質量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應用機器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內在質量，并保證了質量的穩定性和降低勞動強度，改善了勞動環境。

激光焊接設備的關鍵是大功率激光器，主要有兩大類，一類是固體激光器，又稱Nd：YAG激光器。Nd：YAG激光器波長為1.06mm，主要優點是產生的光束可以通過光纖傳送，因此可以省去復雜的光束傳送系統，適用于柔性制造系統或遠程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業常用輸出功率為3～4kW的Nd：YAG激光器。另一類是氣體激光器，又稱CO2激光器，分子氣體作工作介質，產生平均為10.6mm的紅外激光，可以連續工作并輸出很高的功率，標準激光功率在2～5kW之間。汽車工業中激光技術主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。

2. 裝配機器人讓裝配工序更自動化

在1980年“機器人普及元年”，機器人正式進入了裝配作業領域。過去使用比較廣的是日本生產的電伺服裝配機器人，造價相對來說價格低廉，所以很快也被工廠投入使用，裝配生產過程自動化了，但是更換產品也相當耗時耗力。所以裝配生產自動化的進展一直相當遲緩。

現在在工廠使用裝配機器人，可以省去更換產品部分。機器人的優點之一就是通過程序的變更，迅速適應作業內容的變化。

裝配機器人的組成：

手臂（機器人的主機部分，由若干驅動機構和支持部分組成，有不同組成方式和尺寸）

手爪（安裝在手部前端，抓握對象物。需要根據不同的對象物更換手爪）控制器（用于記憶機器人的動作，對手臂進行控制。控制器的核心是微型計算機，能完成動作程序、手臂位置的記憶、程序的執行、工作狀態的診斷、與傳感器的信息交流、狀態顯示等功能）示教盒（由顯示部分和輸入鍵組成，用來輸入程序，顯示機器人狀態）傳感器（借助傳感器的感知，機器人可以更好地順應對象物，進行柔軟的操作，視覺傳感器常常用來修正對象物的位置偏移）

裝配機器人的周邊設備：

除了上面說的裝配機器人的組成，機器人還包括周邊設備：裝配機器人的零件供給裝置和工件搬運裝置來共同完成工作，投資額和安裝面積比機器人主機所占的比例大。通常還包括臺架和安全欄。

包括：

手傳感器零件供給器（給料器、托盤、其他IC零件通常排列在長形料盤內輸出）輸送裝置（負責把工件送到各作業地點，以傳送帶居多）

輸送裝置的技術問題是停止精度、停止時的沖擊和減震，減震器可用來吸收沖擊能。

3.電子電氣行業

電子類的IC、貼片元器件，工業機器人在這些領域的應用均較普遍。目前世界工業界裝機最多的工業機器人是SCARA型四軸機器人。第二位的是串聯關節型垂直6軸機器人。羅百輝指出，超過全球工業機器人裝機量一半的這兩種工業機器人是我們關注的重點。

在手機生產領域，視覺機器人，例如分揀裝箱、撕膜系統、激光塑料焊接、高速四軸碼垛機器人等適用于觸摸屏檢測、擦洗、貼膜等一系列流程的自動化系統的應用。

專區內機器人均由國內生產商根據電子生產行業需求所特制，小型化、簡單化的特性實現了電子組裝高精度、高效的生產，滿足了電子組裝加工設備日益精細化的需求，而自動化加工更是大大提升生產效益。據有關數據表明，產品通過機器人拋光，成品率可從87％提高到93％，因此無論“機器手臂”還是更高端的機器人，投入使用后都會使生產效率大幅提高。

4.橡膠及塑料工業

塑料工業的合作緊密而且專業化程度高：塑料的生產、加工和機械制造緊密相連。即使在將來，這一行業也將是一重要的經濟部門并確保眾多的工作崗位。因為塑料幾乎無處不在：從汽車和電子工業到消費品和食品工業。機械制造作為聯系生產和加工的工藝技術在此發揮著至關重要的作用。原材料通過注塑機和工具被加工成用于精加工的創新型精細耐用的成品或半成品—通過采用自動化解決方案，生產工藝更高效、經濟可靠。