工业机器人

工业机器人定义：工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。

它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

工业机器人的应用领域：应用领域广泛工业机器人与自动化成套装备是生产过程的关键设备，可用于制造、安装、检测、物流等生产环节，并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业，广泛使用在点焊、弧焊、装配、材料加工、物流搬运、码垛、拾取及包装、机床上下料、喷涂及喷装等工艺流程著名工业机器人厂家：发那科（FANUC）——日本FANUC（发那科）是日本一家专门研究数控系统的公司，成立于1956年，是世界上最大的专业数控系统生产厂家，目前占据全球70%的数控系统市场份额。

该公司的机器人产品系列多达240种，负重从0.5公斤到1.35吨，广泛应用于装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节。

库卡（KUKARoboterGmbh）——德国库卡（KUKA）是世界工业机器人和自动控制系统领域的顶尖制造商，产品广泛应用于汽车、冶金、食品和塑料成形等行业。

KUKA在全球拥有20多个子公司，其中大部分是销售和服务中心。

共产品最通用的应用范围包括工厂焊接、操作、码垛、包装、加工或其他自动化作业。

ABBRobotics机器人——瑞典ABB集团总部位于瑞士苏黎世，由两个历史均达100多年的国际性企业瑞典的阿西亚（ASEA）和瑞士的布朗勃法瑞（BBCBrownBoveri）在1988年合并而成。

ABB是电力和自动化技术领域的领导者，其机器人产品和解决方案广泛应用于汽车制造、食品饮料、计算机和消费电子等众多行业的焊接、装配、搬运、喷涂、精加工、包装和码垛等不同作业环节。

安川电机（YaskawaElectricCo.）——日本安川电机自1977年研制出第一台全电动工业机器人以来，已有28年的机器人研发生产历史，旗下拥有Motoman美国、瑞典、德国以及SyneticsSolutions美国公司等子公司。

该公司至今共生产13万多台机器人，最近2年生产的机器人达3万多台，超过其他的机器人制造公司。

其核心工业机器人产品包括：点焊和弧焊机器人、油漆和处理机器人、LCD玻璃板传输机器人和半导体晶片传输机器人等。

那智（NACHI）不二越——日本那智不二越公司总部在日本，公司成立于1928年，除了做精密机械、刀具、轴承、油压机等外，机器人部分也是其重点产品。

该公司专业做大型的搬运机器人、点焊和弧焊机器人、涂胶机器人、高温等恶劣环境中的专用机器人，以及精密机器配套的机器人和机械手臂等，应用领域包括航天工业，轨道交通、汽车制造、机加工等。

目前，那智不二越的中国机器人市场占该公司全球售额的15%。

川崎机器人——日本川崎机器人（天津）有限公司是由川崎重工业株式会社100%投资，并于2006年8月注册成立，主要负责川崎重工生产的工业机器人在中国境内的销售、售后服务（保养、维护、维修等）、技术支持等相关工作。

川崎机器人在物流生产线上提供了多种多样的机器人产品，尤其以码垛搬运等机器人种类繁多。

史陶比尔（Staubli）——瑞士史陶比尔集团制造生产精密机械电子产品，包括纺织机械、工业接头和工业机器人。

该公司已开发出系列齐全的机器人，包括SCARA四轴机器人、六轴机器人，应用于注塑、喷涂、净室、机床等环境的特殊机器人，以及控制器和软件等。

针对塑料工业，史陶比尔专门开发了系列机械手臂，并配备相应的VAlPlast塑料工业应用软件，完全实现了注塑机的辅助操作。

柯马（COMAU）——意大利柯马（COMAU）是一家隶属于菲亚特集团的全球化企业，成立于1976年，为众多行业提供工业自动化系统和全面维护服务。

其业务范围主要包括：车身焊装，动力总成，工程设计，机器人和维修服务。

早在1978年，柯马便率先研发并制造了第一台机器人，并以不断创新的技术，成为机器人自动化集成解决方案的佼佼者。

其研发出的全系列机器人产品，负载范围最小可至6公斤，最大可达800公斤。

爱普生（DENSOEPSON）机器人——日本爱普生机器人（机械手）源于1982年精工手表的组装线，2009年10月，该公司在中国成立服务中心和营销总部，全面负责中国大陆地区爱普生工业机器人（机械手）产品的市场推广、销售、技术支持和售后服务。

目前，该公司在中国地区推广的产品，主要以4轴工业机器人（机械手）、6轴工业机器人（机械手）为主，同时提供业内通用的工业机器人（机械手）附件。

新松（SIASUN）机器人——中国新松机器人自动化股份有限公司，是以机器人及自动化技术为核心，致力于数字化高端装备制造的高技术企业，在工业机器人、智能物流、自动化成套装备及智能服务机器人等领域，呈产业群组化发展。

该公司现已建成中国最大的机器人产业化基地，重点发展激光自动化装备和洁净机器人。

工业机器人的构成：工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动机构、减速系统、及位置检测机构的等部分组成。

1.执行机构执行机构是一种具有和人手脚相似动作功能的机械装置，又称操作机，有以下几个部分组成1)手部称抓取机构或夹持器，用于直接抓取工件或工具。

若在手部安装专用工具，如焊枪、电钻、电动螺钉拧紧器等，就构成了专用的特殊手部。

工业机器人手部有机械夹持式、真空吸附式、磁性吸附式等不同的结构形式。

2）腕部接手部和手臂的部件，用以调整手部的姿态和方位。

3）臂部撑手腕和手部的部件，由动力关节和连杆组成，用以承受工件或工具负荷。

4）机座与立柱是支撑整个机器人的基础件，起到连结和支承的作用，控制机器人的活动范围和改变机器人的位置。

2.控制系统控制系统是机器人的大脑，控制与支配机器人按给定的程序动作，并记忆人们示教的指令信息，如动作顺序、运动轨迹、运动速度等，可再现控制所存储的示教信息。

3.驱动系统机器人执行作业的动力源，按照控制系统发来的控制指令驱动执行机构完成规定的作业。

常用的驱动系统有机械式、液压式、气动式以及电气驱动等不同的驱动形式。

4.减速系统精密减速器是工业机器人的重要核心零部件之一，具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点，目前应用在关节型有RV减速器和谐波减速器两类：（1）RV减速器用于转矩大的机器人腿部腰部和肘部三个关节，负载大的工业机器人，一二三轴都是用RV减速器。

相比谐波减速器，RV减速器的关键在于加工工艺和装配工艺。

RV减速器具有更高的疲劳强度、刚度和寿命，不像谐波传动那样随着使用时间增长，运动精度会显著降低，其缺点是重量重，外形尺寸较大。

（2）谐波减速器用于负载小的工业机器人或大型机器人末端几个轴，谐波减速器是谐波传动装置的一种，谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。

谐波减速器主要包括：刚轮、柔轮、轴承和波发生器三者，四者缺一不可。

其中，刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。

谐波减速器用于小型机器人特点是体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高，单级传动比大。

两种减速器的优劣势：谐波减速器结构简单紧凑，适合于小型化、低、中载荷的应用。

RV减速器刚性好、抗冲击能力强、传动平稳、精度高，适合中、重载荷的应用，但RV减速器需要传递很大的扭矩，承受很大的过载冲击，保证预期的工作寿命，因而在设计上使用了相对复杂的过定位结构，制造工艺和成本控制难度较大。

RV减速器内部没有弹性形变的受力元件，所以能够承受一定扭矩。

RV减速器的轴承是其薄弱环节，受力时很容易突破轴承受力极限而导致轴承异常磨损或破裂。

在高速运转时这个问题更突出，所以RV减速器的额定扭矩随输入转速下降非常明显。

从工业机器人的负载来看，负载 6kg 以上的工业机器人主要配置 RV 减速机，负载 6kg 以下的工业机器人主要配置谐波减速机。

以六轴工业机器人为例，负载 6kg 的工业机器人配置 3 个 RV 减速机和 3 个谐波减速机；负载 10kg 的工业机器人配置 4 个 RV 减速机和 2 个谐波减速机；负载 20kg 以上的工业机器人几乎全部配置 RV 减速机。

中国工业机器人减速机市场绝大部分被国外企业垄断，未来发展潜力巨大。

全球 75%的精密减速机市场被日本的哈默纳科和纳博特斯克垄断，其中纳博特斯克主要生产 RV 减速机，哈默纳科生产谐波减速器。

5.位置检测装置通过附设的力、位移、触觉、视觉等不同的传感器，检测机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制系统，以便执行机构以一定的精度和速度达到设定的位置。

工业机器人成本结构：本体22%、伺服系统25%（又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。

伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标或给定值的任意变化的自动控制系统。

它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。

）、减速器38%、控制系统10%以及其他5%。

简单拆分国内6轴工业机器人成本(总成本25万元)，可以看出减速器和伺服电机两项成本接近13万元，主要以进口为主。

工业机器人保养价格（以ABB为例，咨询两家）：经咨询两家专门给四大品牌工业机器人做售后的厂家，以ABB码垛机器人为例，做一次常规保养，不含保养油的话，人工费2500每人每天（大概保养2-3台），保养油平均5000一桶，规格为18L，视机器工作类型、载重、机身大小不同，保养油更换量也不同，平均一台10L左右。

另一家AAB码垛机器人保养报价是按台报价，每台16000左右，含人工费和保养油费。

工业机器人四大家族介绍及其技术特点分析：在工业机器人领域，ABB、KUKA、发那科、安川常被人并称为工业机器人四大家族。

在全球自动化、机械化机器人产业占有举足轻重的地位；在我们中国，更是占据了机器人产业70%以上的市场份额，可以说几乎垄断了机器人制造、焊接等领域。

对比ABB、KUKA、发那科、安川机器人，他们都各自有哪些特点、哪些技术优势？一、瑞士ABB机器人ABB总部坐落于瑞士苏黎世，是由两个历史100多年的国际性企业（瑞典的ASEA和瑞士的BBCBrown Boveri）在1988年合并而成，是名列全球500强的一家企业。

1.业务范围：涵盖电力产品、离散自动化、运动控制、过程自动化、低压产品五大领域，以电力和自动化技术最为著名。

ABB拥有当今最多种类的机器人产品、技术和服务，是全球装机量最大的工业机器人供货商。

2.技术核心：ABB的核心技术是运动控制系统，这也是机器人最大的难点。

掌握了运动控制技术的ABB可以轻易实现循环精度、运动速度、周期时间、可程序设计等机器人性能；大幅度提高生产质量、效率及可靠性。