f了,希望大家說一些鮮為人知的領域,可以用到工業機器人的!


或許在金屬/非金屬加工方面以後會有些新的用法。比如超大型工件的加工、打磨,非金屬工藝品的雕刻等。

工業機器人可以執行小線段,執行標準的G code。在精度要求不十分高的情況下,比機床部署簡單、柔性很好。

小線段

G code


3c,電池,精密行業,鞋業等


我們可以從兩個角度來回答這個問題。


首先,可以從用途來看。


按照工業機器人的用途可分為焊接機器人、裝配機器人、搬運機器人、激光加工機器人、移動機器人等。具體分類如表 3-1 所示。


其次,可以從工業機器人的發展歷程來看其在各領域的應用。


1. 工業機器人的誕生


日本是當今的工業機器人王國,既是工業機器人的最大製造國也是最大消費國。但實際上工業機器人的誕生地是美國。機器人的啟蒙思想其實很早就出現了,1920
年捷克作家卡雷爾·恰佩克發表了劇本《羅薩姆的萬能機器人》,劇中敘述了一個叫作羅薩姆的公司將機器人作為替代人類勞動的工業品推向市場的故事,引起了世人的廣泛關注。後來在
1959
年美國的一家汽車公司,工業機器人應運而生。美國人英格伯格和德奧爾製造出了世界上第一台工業機器人,他們發現可以讓機器人去代替工人做一些簡單重複的勞動,而且不需要報酬和休息,任勞任怨。接著他們兩人合辦了世界上第一家機器人製造工廠,生產
Unimate 工業機器人。


2. 工業機器人的發展階段


(1)第一代工業機器人


通常是指目前國際上商品化與使用化的「可編程的工業機器人」,又稱「示教再現工業機器人」,即為了讓工業機器人完成某項作業,首先由操作者將完成該作業所需要的各種知識(如運動軌跡、作業條件、作業順序和作業時間等),通過直接或間接手段,對工業機器人進行「示教」,工業機器人將這些知識記憶下來後,即可根據「再現」指令,在一定精度範圍內,忠實地重複再現各種被示教的動作。1962
年美國萬能自動化公司的第一台 Unimate 工業機器人在美國通用汽車公司投入使用,標誌著第一代工業機器人的誕生。


(2)第二代工業機器人


通常是指具有某種智能(如觸覺、力覺、視覺等)功能的「智能機器人」。即由感測器得到觸覺、力覺和視覺等信息,經計算機處理後,控制機器人的操作機完成相應的適當操作。1982
年美國通用汽車在裝配線上為工業機器人裝備了視覺系統,從而宣布了新一代智能工業機器人的問世。


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1金屬成形

金屬成形機床是機床工具的重要組成部分,成形加工通常與高勞動強度,雜訊污染,金屬粉塵等聯繫在一起,有時處於高溫高濕甚至有污染的環境中,工作簡單枯燥,企業招人困難。工業機器人與成形機床集成,不僅可以解決企業用人問題,更可提高加工效率、精度和安全性,具有很大的發展空間。

工業機器人在金屬成形領域主要有數控折彎機集成應用、壓力機衝壓集成應用、熱模鍛集成應用、焊接應用等幾個方面。

2電子電氣

工業機器人在電子類的IC、貼片元器件這些領域的應用也較為普遍。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6軸機器人,這兩類超過全球工業機器人裝機量一半。

在電子電氣領域,工業機器人在分揀裝箱、撕膜系統、激光塑料焊接、高速碼垛等一系列流程中表現出色。

3塑料工業

從汽車和電子工業到消費品和食品工業都有塑料的身影。塑料原材料通過注塑機和工具被加工成精細耐用的成品或半成品,這個過程往往少不了工業機器人。

工業機器人不僅適用於凈室環境標準下作業,也可在注塑機旁完成高強度作業,提高各種工藝的經濟效益。工業機器人快速、高效、靈活、結實耐用及承重力強等優勢,確保塑料企業在市場中的競爭優勢。

4鑄造行業

鑄造行業的作業使工人和機器遭受沉重負擔,因為他們需要在高污染、高溫、重力等極端的工作環境下進行多班作業。因此,綠色鑄造被越來越多的企業所重視和推行。

鑄造業從澆注、搬運延伸到了清理、碼垛等工作,都能應用工業機器人來改善工作環境,提高工作效率、產品精度和質量,降低成本,減少浪費,並可獲得靈活且高速持久的生產流程,滿足綠色鑄造的特殊要求。

5家用電器行業

家電歷來是勞動密集型產業,在人力成本大幅增加、中國人口紅利逐漸消失、精密製造提升等客觀因素推動下,工業機器人在家電領域的應用是必然的。

使用工業機器人可以更經濟有效地完成生產、加工、搬運、測量和檢驗工作,可以連續可靠地完成生產任務,無需經常將沉重的部件中轉。由此可以確保生產流水線的物料流通順暢,且始終保持恆定高質量。

6食品行業

食品產品趨向精緻化和多元化方向發展,單品種大批量的產品越來越少,而多品種小批量的產品日益成為主流。國內食品生產廠的大部分包裝工作,特別是較複雜的包裝物品的排列、裝配等工作基本上是人工操作,難以保證包裝的統一和穩定,可能造成對被包裝產品的污染。而機器人的應用能夠有效避免這些問題,通過把感測器技術,人工智慧和機器人製造等多項高技術集成起來,使機器人系統能自動順應產品加工中的各種變化,真正實現智能化控制。

工業機器人在食品中的應用主要集中於幾種類型:包裝機器人、揀選機器人、碼垛機器人、加工機器人。目前已經開發出食品工業機器人有包裝罐頭機器人,自動午餐機器人和切割牛肉機器人等。

7冶金行業

無論是輕金屬、彩色金屬、貴金屬、特殊金屬,還是鋼,金屬工業離不開鑄造廠和鋼/金屬加工。而且如果沒有自動化和多班作業,就無法確保生產的經濟效益和競爭力並減輕員工繁重的工作。

工業機器人在冶金行業的主要工作範圍包括鑽孔、銑削或切割以及折彎和衝壓等加工過程。此外它還可以縮短焊接、安裝、裝卸料過程的工作周期並提高生產率。

8玻璃行業

無論是空心玻璃、平面玻璃、管狀玻璃,還是玻璃纖維——現代化、含礦物的高科技材料是電子和通訊、化學、醫藥和化妝品工業中非常重要的組成部分。而且如今它對於建築工業和其他工業分支來說也是不可或缺的。特別是對於潔凈度要求非常高的玻璃,工業機器人是最好的選擇。

9煙草行業

煙草行業中,如捲煙原、輔料的配送,需要先進的自動化物流系統來完成,傳統的人工管理,人工搬運極易出錯,又不準時,已不能適應生產發展的需要。採用工業機器人對其捲煙成品進行碼垛作業,用AGV(自行走小車)搬運成品托盤,節省了大量人力,減少了煙箱破損,提高了自動化水平。

10化工行業

化工行業是工業機器人主要應用領域之一。面對現代化工產品要求精密化、高純度、高質量和微型化的要求,生產環境要求一個潔凈的環境,潔凈技術直接影響著產品的合格率。因此,在化工領域,隨著未來更多的化工生產場合對於環境清潔度的要求越來越高,潔凈機器人將會得到進一步的利用,因此其具有廣闊的市場空間。

更多相關資訊可詳見工業機器人網站:www.sentel-robot.com


工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,可以代替人類完成自動化生產的需求。歷史上流水線生產方式的誕生使得批量生產成為現實,為了滿足大量的生產需求,各國開始研發能夠替代人類生產的自動化設備。世界上第一台可編程機器人誕生於美國,並於1961年首次運用於工業現場,但當時的機器人只是用於簡單搬運和重複勞動。70年代,日本日立開發出具備動態視覺的機器人,隨後開始搭載微處理器,並廣泛應用於工業中。經過幾十年的發展,現代機器人已經具備決策和運算能力,機器人發展開始進入智能時代。

工業機器人產業鏈可以分為上中下游,上游是關鍵零部件生產廠商,主要是減速器、控制系統和伺服系統。控制器由硬體設計、底層軟體技術和上層功能應用軟體組成,通過輸入程序對驅動系統和執行機構發出指令信號,並進行控制,相當於機器人的「大腦」。

中游是機器人本體,即機座和執行機構,包括手臂、腕部等,部分機器人本體還包括行走結構,是機器人的機械傳統和支撐基礎。按照結構形式,本體可以劃分為直角坐標、球坐標、圓柱坐標、關節坐標等類型。

下游是系統集成商,根據不同的應用場景和用途進行有針對性地系統集成和軟體二次開發,國內企業都集中在這個環節上。生產出來的機器人只有通過系統繼承之後,才能投入到下游的汽車、電子、金屬加工等產業,為終端客戶所用。

在傳統的國內市場中,工業機器人的最初應用是在汽車和工程機械行業。根據國際機器人產業聯盟IFR的數據,2016年機器人應用於汽車行業的需求增長6%,佔2016年總銷量的35%。2010年以來,主要汽車生產國對新興市場的新產能投資導致機器人裝機數量的增加。儘管近幾年現有產能出現剩餘,但應用新材料、開發高效率驅動系統以及汽車行業的激烈競爭,都推動了機器人產業的投資。汽車工業的發展是一直是工業機器人增長的動力之一。

隨著人工成本逐漸上升,自動化水平不斷提高,工業機器人的運用領域逐步擴大,由汽車向電子、金屬化工、食品飲料等領域擴散。自2013年以來,電子行業的機器人銷售額顯著上升,電子產業成為拉動機器人銷量的核心要素。根據IFR的數據,2012-2017年我國電子行業工業機器人銷量複合增速接近18%,是左右行業中增長最快的。機器人產業對電子產品的需求日益增長,主要原因在於幾點:1.對電池、晶元和顯示器的需求提高;2.電子產品的生命周期縮短,產品升級帶動自動化設備需求;3.人員流動率高,相關勞動力的短缺;4.機器人使用程度越來越高;5.對製造過程的質量要求更高(精度、速度)。

考慮未來行業應用的可能,中高端工業機器人或將在汽車產業、通信電子、金屬製品、化工塑料、家電行業等有較為廣泛及深入的應用,這些行業的資本擴張有望成為重要驅動因素。而中國內地廣泛存在的其他行業則有望採用中低端工業機器人,這些行業包括倉儲物流、五金衛浴、石油化工、食品飲料等,眾多下游領域的需求還在形成與增長中。

工業機器人是「易用型的數控機床」。相比高精度數控機床,工業機器人在具有基本相同的運動結構前提下,技術壁壘較低,通用性更強,更易操作和維護。兩者不同點主要在於外部形態:生產線上數控機床一般作為工作母機,處於中心位置,工業機器人屬於輔助設備,價格更低。這些特點大大擴展了工業機器人的使用範圍,可以把它看做是「易用型的數控機床」。

運動控制技術是機器人的核心。精度、速度、穩定性是數控機床和工業機器人性能關鍵指標,這些指標都建立在運動控制技術的基礎上。工業機器人的三大核心零部件(減速機、伺服系統、控制系統)都可以歸結到運動控制技術。對運動控制技術的掌握程度,決定了機器人所能達到的高度。機床數控背景的企業進入工業機器人領域,具有先天性的優勢。

根據IFR(國際機器人產業聯盟)2019年10月發布的統計數據,2018年全球工業機器人銷量為42.2萬台/yoy+5.5%。全球工業機器人銷量呈螺旋上升趨勢,但銷量增速具有較明顯的周期性,每4-5年經歷一輪完整的「探底-回升-再探底」過程。IFR預計,全球工業機器人2019年的銷量或出現小幅下滑,受到全球汽車/電子行業景氣度下滑、貿易摩擦的不確定性影響,相關製造業資本開支或將縮減及延後;而2020-22年,全球銷量有望出現恢復性增長,增速趨於平穩。

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