装配机器人：工厂自动化的未来趋势

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：以装配机器人为主构成的装配作业自动化系统近年来获得迅猛发展。例如30 kg以上重物的安装，单调、重复及有污染的作业，在狭窄空间的装配等，这些需要改善工人作业条件，提高产品质量的作业，都可采用装配机器人来实现。据此，要求装配机器人应具有如下的条件：高性能，可靠性，通用性，操作和维修容易，人工容易介入，成本及售价低，经济合理。

统计资料表明，在现代工业化生产过程中装配作业所占的比例日益增大，其作业量达到40%左右，作业成本占到产品总成本的50%～70%，因此装配作业成了产品生产自动化的焦点。以装配机器人为主构成的装配作业自动化系统近年来获得迅猛发展。在国外一些企业的装配作业中已大量采用机器人来从事装配工作，如美国、日本等国家的汽车装配生产线上采用机器人来装配汽车的零部件，在电子电器行业中用机器人来装配电子元件和器件等。

一般来说，要实现装配工作，可以用人工、专用装配机械和机器人三种方式。如果以装配速度来比较，人工和机器人都不及专用装配机械。如果装配作业内容改变频繁，那么采用机器人的投资要比专用装配机械经济。此外，对于大量、高速生产，采用专用装配机械最为有利。但对于大件、多品种、小批量，人又不能胜任的装配工作，则采用机器人合适。例如30 kg以上重物的安装，单调、重复及有污染的作业，在狭窄空间的装配等，这些需要改善工人作业条件，提高产品质量的作业，都可采用装配机器人来实现。

自动装配作业的内容，主要是实现将一些对应的零件装配成一个部件或产品，有零件的装入、压入、铆接、嵌合、黏结、涂封和拧螺丝等作业，此外还有一些为装配工作服务的作业，如输送、搬运、码垛、监测、安置等工作。一个具有柔性的自动装配作业系统基本上是由以下几部分构成：

（1）工件的搬运：识别工件，将工件搬运到指定的安装位置，工件的高速分流输送等。

（2）定位系统：决定工件、作业工具的位置。

（3）零件或装配所使用的材料的供给。

（4）零部件的装配。

（5）监测和控制。

据此，要求装配机器人应具有如下的条件：高性能，可靠性，通用性，操作和维修容易，人工容易介入，成本及售价低，经济合理。

目前，国外已有各种专用和通用的装配机械人在生产中得到应用，主要类型有直角坐标型、圆柱坐标型和关节型三大类，关节型装配机器人又有垂直关节型（空间关节型）和平面关节型（SCARA型）两种。