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焊接机器人|机器人焊接机|点焊机器人|工业焊接
焊接机器人
焊接机器人是从事焊接（包括切割和喷涂）的工业机器人。根据国际标准化组织（ISO）工业机器人术语标准《焊接机器人定义》，工业机器人是一种多功能、可重复编程的机械手，具有三个或更多可编程轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的应用，机器人最终一个轴的机械接口通常是一个连接法兰，可以与不同的工具或末端执行器连接。焊接机器人是在工业机器人的端轴法兰之上安装焊钳或焊（割）枪，以便进行焊接、切割或热喷涂。
焊接机器人主要包括两部分：机器人和焊接设备。机器人由机器人本体和控制柜（硬件和软件）组成。弧焊、点焊等焊接设备由焊接电源（包括其控制系统）、送丝机（电弧焊）、焊枪（夹具）等组成。智能机器人应配备传感器系统，如激光或摄像机传感器及其控制装置。
目前，焊接机器人已广泛应用于汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器、液力变矩器等汽车制造业，尤其是在汽车底盘的焊接生产之中。丰田汽车决定将点焊作为标准配置其在日本和国外的所有点焊机器人。
采用该技术可以提高焊接质量，甚至可以代替一些电弧焊操作。短距离运动时间也大大缩短。该公司最近推出了一种低高度点焊机器人，用于焊接车身下的部件。这种小型点焊机器人还可以与较高的机器人装配在一起加工车体下部，从而缩短整个焊接生产线的长度。
国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、polo等汽车底盘零件，副车架、摇臂、悬架、减震器等汽车底盘零件主要是MIG焊接工艺应力安全件，主要部件为冲压焊接，平均板厚为1.5~4mm，焊接方式主要为搭接形式而角接接头，对焊接质量要求相当高，直接影响到汽车的安全。
机器人焊接的应用可以大大改善焊接零件的外观和外部质量，保证质量的稳定性，减轻劳动强度，改善工作环境。
码垛机器人
码垛机器人是一种从事码垛的工业机器人。已装入集装箱的物品按一定顺序堆放在托盘和托盘（木材和塑料）之上。可多层堆放后推出，便于叉车运至仓库储存。码垛机器人可以集成在任何生产线之上，为生产现场提供智能化、自动化和网络化。可实现啤酒、饮料、食品等行业各种业务的码垛物流。广泛应用于纸箱、塑料箱、瓶、袋、桶、膜包装制品和灌装制品。可用于三合一灌装线，用于各种瓶、罐、袋的堆放。码垛机的自动操作分为下列步骤：自动进料、输送、分拣、堆垛、移位、提升、装载、卸载和堆垛。
对于随机托盘，码垛机器人是唯一的选择。然而，机器人装载也面临着更多的问题，如果我们想以更高的速度生产，将会更加困难。机器人码垛机处理随机装载需要特殊的软件，通过软件，机器人堆垛机可以连接到生产线的其余部分，这是一个很大的进步。
用于制造随机托盘的机器人可以集成到工厂的仓库管理系统（WMS）。理想情况之下，它将是WMS的后端，与仓库软件协同工作以生产混合托盘。
先进的软件还可以满足托盘的需求，可以立即上架。一般来说，这意味着产品托盘化之后，包装容器的部分或全部标签必须向之外。机器人码垛设备是另一个苛刻的应用选择：在冷藏仓库堆垛。在消费品包装领域，冷冻仓库之中的箱子搬运是最困难的工作之一。工人必须经常轮换取暖，这间接降低了工作效率，增加了劳动力成本。
在冷冻环境之中，自动随机存取码垛机不是正确的选择，因为它们大多使用压缩空气管道，在冷藏库之中冻结。与自动码垛机相比，码垛机器人的体积更为紧凑。因为冷冻仓库的空间非常宝贵，这一点尤为重要。然而，机器人在冷藏库之中的应用还存在一些问题。
在码垛机器人的使用之中，我们还应该考虑一件重要的事情，那就是如何抓取一件产品。真空夹持器是最常见的臂端工具（eoat）。它们相对便宜，它操作简单，能有效地装载大多数负载。但是，在某些特定的应用之中，真空夹持器会遇到问题，例如多孔基材、含液体的软包装或表面不平整等。
其他eoat选项包括翻转夹持器，可夹持袋的两边或其他形式的包装；叉式夹持器，可插入包装顶部进行提升包向上；袋子夹持器，一个翻转和叉形夹持器的混合体，有一个叉子部分包裹着包裹的顶部和尾部。
其他基本eoat类型的组合也是可能的。饮料包装工很难将装满瓶子的瓦楞托盘堆放起来，并用收缩包装纸包装。真空吸盘会把薄膜从托盘之上撕下来。
搬运机器人
搬运机器人是一种能够进行自动搬运作业的工业机器人。最早的运输机器人出现在1960年的美国。Versatran和unimate首次用于处理操作。搬运操作是指用一种设备将工件托住，即从一个加工位置移动到另一个加工位置。该搬运机器人可以安装不同的末端执行器，完成不同形状和状态工件的移动工作，大大减轻了人类的繁重体力劳动。目前，世界之上有超过10万个装卸机器人，广泛应用于机床装卸、冲压机自动生产线、自动装配线、码垛搬运、集装箱等领域，一些发达国家已经制定了人工搬运的最大限度。如果超过限值，必须由搬运机器人完成。
运输机器人是现代自动控制领域的高新技术，涉及机械、机械、电气、液压和气动技术、自动控制技术、传感器技术、单片机技术和计算机技术。它已成为现代机械制造生产系统的重要组成部分。它的优点是可以通过编程来完成各种预期任务。它在结构和性能之上具有人和机器的优点，特别体现了人工智能和适应性。
喷涂机器人喷涂机器人，又称喷涂机器人，是一种能够自动喷涂或喷涂其他涂层的工业机器人。它是由挪威特罗尔法公司（之后并入ABB集团）于1969年发明的。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机及相应的控制系统组成。液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机。
多采用5、6自由度关节结构。手臂具有较大的运动空间，可以进行复杂的轨迹运动。手腕一般有2-3个自由度，可以灵活移动。更先进的喷漆机器人手腕采用柔性手腕，不仅可以全方位弯曲，还可以旋转。它的动作类似于人类的手腕。它可以很容易地通过一个小孔延伸到工件之内表面并喷涂其之内表面。
喷漆机器人通常采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点。教学可通过手把手示教或点位显示来实现。喷涂机器人广泛应用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。[1-2]
喷涂机器人的主要优点（1）灵活性大。工作范围很广。（2） 提高喷涂质量和材料利用率。（3） 易于操作和维护。可离线编程，大大缩短现场调试时间。（4） 设备利用率高。喷涂机器人的利用率可达90%-95%。
装配机器人装配机器人设计用于完成装配操作的工业机器人。
装配机器人是柔性自动装配系统的核心设备，由机械手、控制器、末端执行器和传感器系统组成。其中，机械手的结构形式有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型；控制器一般采用多CPU或多层次计算机系统实现运动控制和运动编程；末端执行器设计成适应不同装配对象的各种爪、腕等，传感器系统可以获取装配机器人与环境和装配对象的交互信息。
常用的装配机器人有两种：工业机器人最早出现于1978年，工业机器人的鼻祖平面双关节机器人（SCARA）。
与一般工业机器人相比，装配机器人具有精度高、灵活性好、工作范围小等特点，可以与其他系统配合使用。主要用于各种电器的制造业。
装配机器人的大量工作是轴和孔的装配。为了在轴孔间有误差时进行机器人的装配，机器人必须具有一定的柔性。主动柔顺是基于传感器的反馈信息，而从动柔顺中心采用非动态机构来控制夹持器的运动，以补偿其位置误差。例如，美国Draper laboratory开发的远程中心顺应装置（RCC）允许轴在不旋转的情况之下横向移动，而另一种允许轴绕远心旋转（通常位于距离爪最远的轴端）而不移动。分别对轴孔的横向误差和角度误差进行补偿，实现轴孔装配。
装配机器人主要用于制造各种电器（包括电视机、录音机、洗衣机、冰箱、吸尘器等家用电器）、小电机、汽车及其零部件、计算机、玩具、机电产品及其零部件。
激光加工机器人激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工，通过高精度工业机器人实现更灵活的激光加工。该系统可以通过示教盒在线操作，也可以离线编程。通过对工件的自动检测，系统可以生成工件的模型，进而生成加工曲线。也可以直接用CAD数据进行处理。可用于激光表面处理、钻孔、焊接和模具修复。
提高机器人结构精度的关键技术包括：提高机器人的结构精度；
（2） 机器人系统误差补偿技术：针对一体化加工机器人工作空间大、精度要求高的特点，结合其结构特点，采用非模型法与基于模型法相结合的机器人补偿方法，完成了机器人几何参数误差和非几何参数误差的补偿。
（3） 高精度机器人检测技术：将三坐标测量技术与机器人技术相结合，实现机器人的高精度在线测量。
（4） 激光加工机器人专用语言实现技术：根据激光加工和机器人操作的特点，完成激光加工机器人的专用语言。
网络通信与离线编程技术：具有串口、can等网络通信功能，实现对机器人生产线的监控和管理，并通过上位机实现对机器人的离线编程控制。
真空机器人（Vacuum robotVacuum robot）是一种在真空环境中工作的机器人，主要用于半导体工业之中实现真空室之中晶圆的传输。真空机械手进口困难、数量有限、使用量大、通用性强。它已成为制约半导体设备研发进度和产品竞争力的关键部件。以及国外真空机械手已成为制约我国半导体设备制造的一个严重问题。直接驱动真空机器人技术属于原始创新技术。
其关键技术包括：（1）真空机器人外形设计新技术：通过结构分析和优化设计，避开国际专利，设计出满足真空机器人刚度和膨胀率要求的新结构；
（2） 大间隙真空直驱电机技术：涉及大间隙真空直驱电机和高清洁度直驱电机，进行电机理论分析、结构设计、制造工艺、电机材料表面处理、低速大转矩控制、小型多轴驱动，真空环境之下多轴精密轴系的设计。采用轴中轴线的设计方法，解决了轴间不同心和惯性不对称的问题。
（4） 动态轨迹修正技术：通过传感器信息与机器人运动信息的融合，检测晶圆与手指间参考位置的偏移，并通过运动轨迹的动态修正，机器人可以将晶圆从真空室的一个工位精确转移到另一个工位。
（5） 真空机器人半标准语言：根据真空机器人操作要求、机器人操作特点和半标准，完成真空机器人的专用语言。
可靠性系统工程技术：在集成电路制造之中，设备故障会带来巨大的损失。针对半导体设备对MCBF的高要求，对机械手各部件的可靠性进行了测试、评估和控制，以提高机械手各部件的可靠性，保证机械手满足IC制造的高要求。
清洁机器人
清洁机器人是一种用于清洁环境的工业机器人。随着生产工艺的不断改进，对生产环境的要求也越来越严格。许多现代工业产品都要求在清洁的环境之中生产。清洁机器人是清洁环境之下生产的关键设备。
关键技术包括：
1）清洁润滑技术：采用负压抑尘结构和不挥发油脂，环境无颗粒污染，满足清洁度要求。
（2） 高速稳定控制技术：通过轨迹优化和关节伺服性能的提高，实现清洁运输的平稳。
（3） 控制器小型化技术：针对洁净室建设和运行的高成本，通过控制器的小型化技术，可以减少清洁机器人占用的空间。
另一方面，通过对晶圆的倾斜检测，机器人可以通过对晶圆的倾斜检测来获取晶圆的信息。
焊接机器人是从事焊接（包括切割和喷涂）的工业机器人。根据国际标准化组织（ISO）工业机器人术语标准《焊接机器人定义》，工业机器人是一种多功能、可重复编程的机械手，具有三个或更多可编程轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的应用，机器人最终一个轴的机械接口通常是一个连接法兰，可以与不同的工具或末端执行器连接。焊接机器人是在工业机器人的端轴法兰之上安装焊钳或焊（割）枪，以便进行焊接、切割或热喷涂。
焊接机器人主要包括两部分：机器人和焊接设备。机器人由机器人本体和控制柜（硬件和软件）组成。弧焊、点焊等焊接设备由焊接电源（包括其控制系统）、送丝机（电弧焊）、焊枪（夹具）等组成。智能机器人应配备传感器系统，如激光或摄像机传感器及其控制装置。
目前，焊接机器人已广泛应用于汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器、液力变矩器等汽车制造业，尤其是在汽车底盘的焊接生产之中。丰田汽车决定将点焊作为标准配置其在日本和国外的所有点焊机器人。
采用该技术可以提高焊接质量，甚至可以代替一些电弧焊操作。短距离运动时间也大大缩短。该公司最近推出了一种低高度点焊机器人，用于焊接车身下的部件。这种小型点焊机器人还可以与较高的机器人装配在一起加工车体下部，从而缩短整个焊接生产线的长度。
国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、polo等汽车底盘零件，副车架、摇臂、悬架、减震器等汽车底盘零件主要是MIG焊接工艺应力安全件，主要部件为冲压焊接，平均板厚为1.5~4mm，焊接方式主要为搭接形式而角接接头，对焊接质量要求相当高，直接影响到汽车的安全。
机器人焊接的应用可以大大改善焊接零件的外观和外部质量，保证质量的稳定性，减轻劳动强度，改善工作环境。
码垛机器人
码垛机器人是一种从事码垛的工业机器人。已装入集装箱的物品按一定顺序堆放在托盘和托盘（木材和塑料）之上。可多层堆放后推出，便于叉车运至仓库储存。码垛机器人可以集成在任何生产线之上，为生产现场提供智能化、自动化和网络化。可实现啤酒、饮料、食品等行业各种业务的码垛物流。广泛应用于纸箱、塑料箱、瓶、袋、桶、膜包装制品和灌装制品。可用于三合一灌装线，用于各种瓶、罐、袋的堆放。码垛机的自动操作分为下列步骤：自动进料、输送、分拣、堆垛、移位、提升、装载、卸载和堆垛。
对于随机托盘，码垛机器人是唯一的选择。然而，机器人装载也面临着更多的问题，如果我们想以更高的速度生产，将会更加困难。机器人码垛机处理随机装载需要特殊的软件，通过软件，机器人堆垛机可以连接到生产线的其余部分，这是一个很大的进步。
用于制造随机托盘的机器人可以集成到工厂的仓库管理系统（WMS）。理想情况之下，它将是WMS的后端，与仓库软件协同工作以生产混合托盘。
先进的软件还可以满足托盘的需求，可以立即上架。一般来说，这意味着产品托盘化之后，包装容器的部分或全部标签必须向之外。机器人码垛设备是另一个苛刻的应用选择：在冷藏仓库堆垛。在消费品包装领域，冷冻仓库之中的箱子搬运是最困难的工作之一。工人必须经常轮换取暖，这间接降低了工作效率，增加了劳动力成本。
在冷冻环境之中，自动随机存取码垛机不是正确的选择，因为它们大多使用压缩空气管道，在冷藏库之中冻结。与自动码垛机相比，码垛机器人的体积更为紧凑。因为冷冻仓库的空间非常宝贵，这一点尤为重要。然而，机器人在冷藏库之中的应用还存在一些问题。
在码垛机器人的使用之中，我们还应该考虑一件重要的事情，那就是如何抓取一件产品。真空夹持器是最常见的臂端工具（eoat）。它们相对便宜，它操作简单，能有效地装载大多数负载。但是，在某些特定的应用之中，真空夹持器会遇到问题，例如多孔基材、含液体的软包装或表面不平整等。
其他eoat选项包括翻转夹持器，可夹持袋的两边或其他形式的包装；叉式夹持器，可插入包装顶部进行提升包向上；袋子夹持器，一个翻转和叉形夹持器的混合体，有一个叉子部分包裹着包裹的顶部和尾部。
其他基本eoat类型的组合也是可能的。饮料包装工很难将装满瓶子的瓦楞托盘堆放起来，并用收缩包装纸包装。真空吸盘会把薄膜从托盘之上撕下来。
搬运机器人
搬运机器人是一种能够进行自动搬运作业的工业机器人。最早的运输机器人出现在1960年的美国。Versatran和unimate首次用于处理操作。搬运操作是指用一种设备将工件托住，即从一个加工位置移动到另一个加工位置。该搬运机器人可以安装不同的末端执行器，完成不同形状和状态工件的移动工作，大大减轻了人类的繁重体力劳动。目前，世界之上有超过10万个装卸机器人，广泛应用于机床装卸、冲压机自动生产线、自动装配线、码垛搬运、集装箱等领域，一些发达国家已经制定了人工搬运的最大限度。如果超过限值，必须由搬运机器人完成。
运输机器人是现代自动控制领域的高新技术，涉及机械、机械、电气、液压和气动技术、自动控制技术、传感器技术、单片机技术和计算机技术。它已成为现代机械制造生产系统的重要组成部分。它的优点是可以通过编程来完成各种预期任务。它在结构和性能之上具有人和机器的优点，特别体现了人工智能和适应性。
喷涂机器人喷涂机器人，又称喷涂机器人，是一种能够自动喷涂或喷涂其他涂层的工业机器人。它是由挪威特罗尔法公司（之后并入ABB集团）于1969年发明的。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机及相应的控制系统组成。液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机。
多采用5、6自由度关节结构。手臂具有较大的运动空间，可以进行复杂的轨迹运动。手腕一般有2-3个自由度，可以灵活移动。更先进的喷漆机器人手腕采用柔性手腕，不仅可以全方位弯曲，还可以旋转。它的动作类似于人类的手腕。它可以很容易地通过一个小孔延伸到工件之内表面并喷涂其之内表面。
喷漆机器人通常采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点。教学可通过手把手示教或点位显示来实现。喷涂机器人广泛应用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。[1-2]
喷涂机器人的主要优点（1）灵活性大。工作范围很广。（2） 提高喷涂质量和材料利用率。（3） 易于操作和维护。可离线编程，大大缩短现场调试时间。（4） 设备利用率高。喷涂机器人的利用率可达90%-95%。
装配机器人装配机器人设计用于完成装配操作的工业机器人。
装配机器人是柔性自动装配系统的核心设备，由机械手、控制器、末端执行器和传感器系统组成。其中，机械手的结构形式有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型；控制器一般采用多CPU或多层次计算机系统实现运动控制和运动编程；末端执行器设计成适应不同装配对象的各种爪、腕等，传感器系统可以获取装配机器人与环境和装配对象的交互信息。
常用的装配机器人有两种：工业机器人最早出现于1978年，工业机器人的鼻祖平面双关节机器人（SCARA）。
与一般工业机器人相比，装配机器人具有精度高、灵活性好、工作范围小等特点，可以与其他系统配合使用。主要用于各种电器的制造业。
装配机器人的大量工作是轴和孔的装配。为了在轴孔间有误差时进行机器人的装配，机器人必须具有一定的柔性。主动柔顺是基于传感器的反馈信息，而从动柔顺中心采用非动态机构来控制夹持器的运动，以补偿其位置误差。例如，美国Draper laboratory开发的远程中心顺应装置（RCC）允许轴在不旋转的情况之下横向移动，而另一种允许轴绕远心旋转（通常位于距离爪最远的轴端）而不移动。分别对轴孔的横向误差和角度误差进行补偿，实现轴孔装配。
装配机器人主要用于制造各种电器（包括电视机、录音机、洗衣机、冰箱、吸尘器等家用电器）、小电机、汽车及其零部件、计算机、玩具、机电产品及其零部件。
激光加工机器人激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工，通过高精度工业机器人实现更灵活的激光加工。该系统可以通过示教盒在线操作，也可以离线编程。通过对工件的自动检测，系统可以生成工件的模型，进而生成加工曲线。也可以直接用CAD数据进行处理。可用于激光表面处理、钻孔、焊接和模具修复。
提高机器人结构精度的关键技术包括：提高机器人的结构精度；
（2） 机器人系统误差补偿技术：针对一体化加工机器人工作空间大、精度要求高的特点，结合其结构特点，采用非模型法与基于模型法相结合的机器人补偿方法，完成了机器人几何参数误差和非几何参数误差的补偿。
（3） 高精度机器人检测技术：将三坐标测量技术与机器人技术相结合，实现机器人的高精度在线测量。
（4） 激光加工机器人专用语言实现技术：根据激光加工和机器人操作的特点，完成激光加工机器人的专用语言。
网络通信与离线编程技术：具有串口、can等网络通信功能，实现对机器人生产线的监控和管理，并通过上位机实现对机器人的离线编程控制。
真空机器人（Vacuum robotVacuum robot）是一种在真空环境中工作的机器人，主要用于半导体工业之中实现真空室之中晶圆的传输。真空机械手进口困难、数量有限、使用量大、通用性强。它已成为制约半导体设备研发进度和产品竞争力的关键部件。以及国外真空机械手已成为制约我国半导体设备制造的一个严重问题。直接驱动真空机器人技术属于原始创新技术。
其关键技术包括：（1）真空机器人外形设计新技术：通过结构分析和优化设计，避开国际专利，设计出满足真空机器人刚度和膨胀率要求的新结构；
（2） 大间隙真空直驱电机技术：涉及大间隙真空直驱电机和高清洁度直驱电机，进行电机理论分析、结构设计、制造工艺、电机材料表面处理、低速大转矩控制、小型多轴驱动，真空环境之下多轴精密轴系的设计。采用轴中轴线的设计方法，解决了轴间不同心和惯性不对称的问题。
（4） 动态轨迹修正技术：通过传感器信息与机器人运动信息的融合，检测晶圆与手指间参考位置的偏移，并通过运动轨迹的动态修正，机器人可以将晶圆从真空室的一个工位精确转移到另一个工位。
（5） 真空机器人半标准语言：根据真空机器人操作要求、机器人操作特点和半标准，完成真空机器人的专用语言。
可靠性系统工程技术：在集成电路制造之中，设备故障会带来巨大的损失。针对半导体设备对MCBF的高要求，对机械手各部件的可靠性进行了测试、评估和控制，以提高机械手各部件的可靠性，保证机械手满足IC制造的高要求。
清洁机器人
清洁机器人是一种用于清洁环境的工业机器人。随着生产工艺的不断改进，对生产环境的要求也越来越严格。许多现代工业产品都要求在清洁的环境之中生产。清洁机器人是清洁环境之下生产的关键设备。
关键技术包括：
1）清洁润滑技术：采用负压抑尘结构和不挥发油脂，环境无颗粒污染，满足清洁度要求。
（2） 高速稳定控制技术：通过轨迹优化和关节伺服性能的提高，实现清洁运输的平稳。
（3） 控制器小型化技术：针对洁净室建设和运行的高成本，通过控制器的小型化技术，可以减少清洁机器人占用的空间。
另一方面，通过对晶圆的倾斜检测，机器人可以通过对晶圆的倾斜检测来获取晶圆的信息。
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