工业机器人
机器人(Robot)是一种能够半自主或全自主工作的智能机器,通过编程和自动控制可以使机器人执行并完成各种生产、生活、实验等任务。机器人具有感知、决策、执行等基本特征,可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作,提高工作效率与质量,服务人类生活,扩大或延伸人的活动及能力范围。工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的智能机器装置,具有一定的自动性,可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于汽车制造、电气、金属、化工、食品等各个工业领域之中。
工业机器人分类
工业机器人在工业领域中的作业种类
机器人四大家族
国际上机器人领域排名前四的公司分别是ABB、FANUC、KUKA、YASKAWA,这四家公司被业内誉为机器人制造商的四大家族。
工业机器人优势举例
相比于传统的工业设备,工业机器人有众多的优势,比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点,使得它们可以在高危环境下进行作业。
1. 机器人的易用性
在我国,工业机器人广泛应用于制造业,不仅仅应用于汽车制造业,大到航天飞机的生产,军用装备,高铁的开发,小到圆珠笔的生产都有广泛的应用,并且已经从较为成熟的行业延伸到食品,医疗等领域。由于机器人技术发展迅速,与传统工业设备相比,不仅产品的价格差距越来越小,而且产品的个性化程度高,因此在一些工艺复杂的产品制造过程中,可以让工业机器人替代传统设备,这样就可以在很大程度上提高效率。
2.智能化水平高
随着计算机控制技术的不断进步,工业机器人将逐渐能够明白人类的语言,同时工业机器人可以完成产品的组件,这样就可以让工人免除复杂的操作。工业生产中焊接机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪,而且还能实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制,可以满足技术产品复杂的焊接工艺及其焊接质量、效率的迫切要求。随着人类探索空间的扩展,在极端环境如太空、深水以及核环境下,工业机器人也能利用其智能将任务顺利完成。
3.生产效率及安全性高
机械手,顾名思义,通过仿照人类的手型而生产出来的机械手,它生产一件产品耗时是固定的。同样的生存周期内,使用机械手的产量也是固定的,不会忽高忽低,并且每一模的产品生产时间是固定化,产品的成品率也高,使用机器人生产更符合企业利益。工厂采用工业机器人生产,可以解决很多安全生产方面的问题。对于由于个人原因,如不熟悉工作流程、工作疏忽、疲劳工作等导致的安全生产隐患,可以得到有效的控制。
4.易于管理,经济效益显著
企业可以很清晰地知道自己每天的生产量,根据自己所能够达到的产能去接收订单和生产商品。而不会去盲目预估产量或是生产过多产品产生浪费的现象。工厂每天对工业机器人的管理,也会比管理员工简单得多。
工业机器人可以24小时循环工作,能够做到生产线的最大产量,并且无需给予加班的工时费用。对于企业来说,还能够避免员工长期高强度工作后产生的疲劳、生病带来的请假等误工的情况。生产线换用工业机器人生产后,企业生产只需要留下少数能够操作维护工业机器人的员工对工业机器人进行维护作业就可以了,经济效益非常的显著。
喷涂机器人的特点及优势
喷涂机器人是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人,主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成;机器人本体多采用5或6自由度关节式结构,手臂有较大的运动空间,并可做复杂的轨迹运动,其腕部一般有2~3个自由度,可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕,既可向各个方向弯曲,又可转动,其动作类似人的手腕,能方便地通过较小的孔伸入工件内部,喷涂其内表面。
在涂装行业,很多企业会将喷涂机器人纳入生产采购计划中去。因为越来越多的企业经营者已经意识到工业机器人的长远效益。通过喷涂机器人、人工喷涂和往复式自动喷涂机的各项对比,不难看出,喷涂机器人在这三者中具有明显的优势。
手工喷涂、往复式自动喷涂机和喷涂机器人各项能力对比
对比内容 | 手工喷涂 | 往复机喷涂 | 机器人喷涂 |
生产能力 | 小 | 大 | 中 |
被涂物形状 | 都适用 | 与喷枪垂直的面 | 都适用 |
被涂物尺寸大 | 不适用 | 适用 | 中 |
被涂物尺寸小 | 适用 | 不适用 | 适用 |
被涂物种类变化 | 适用 | 适用 | 需示数 |
涂抹的偏差 | 有 | 有 | 无 |
补漆的必要性 | 有 | 有 | 无 |
不良率 | 中 | 大 | 小 |
涂料使用量(产生的废弃物) | 小 | 大 | 小 |
设备投资 | 小 | 中 | 大 |
维护费用 | 小 | 中 | 大 |
总的涂装成本 | 大 | 中 | 小 |
与传统的机械喷涂相比,采用喷涂机器人大大降低了人工喷涂的劳动强度,解决了人为喷涂厚度不均的问题。涂装生产线一般都是连续工作的,喷涂机器人不知疲倦的工作不仅为企业节约了人力成本,而且提高了喷涂的质量。它们会按照工程师的程序指令进行稳定、重复的工作,喷枪与工件之间保持着既定的距离、角度,输出的油漆量也是设定好的,雾化效果也是预先设定好的,而且机器人还可以带着喷枪到达人工难以喷涂的部位。柔性机器人的安装方式很灵活,可以安装在地面、倒立悬挂在喷漆室顶部和喷房侧面进行喷漆。不仅如此,机器人由于喷涂的稳定性和一致性,不会出现超范围喷涂,这样大大节约了油漆,提高了油漆的回收率。
安全是喷涂环节中企业非常重视的,喷涂机器人很大的贡献之一就是将喷涂工作者从危险的工作环境和枯燥的工作状态中替换出来,这样可以减少公司在防护用具上的支出,并降低了后续因工作环境因素导致工人身体伤害的补偿成本及法律成本。机器人本身的灵活性决定了可以在高密度生产线或空间内安装,可以有地面、墙壁、导轨、顶棚等多种多样的安装方式,并且机器人的大小不同,可以选择最适合喷房尺寸的机器人,这样使得喷漆室的面积缩小,节约了场地成本。