工業機器人廣泛應用于制造業的各個領域之中,推動了制造業的發展,實現智能生產和數字化工廠的通用基礎設施;工業機器人行業的上游和中游分別為控制器、伺服系統、減速機等零部件領域和機器人整機制造;下游為系統集成,主要涵蓋碼垛、搬運、注塑、切割、打磨、車床上下料、焊接、分揀、噴涂等多種生產領域;終端客戶包括汽車、3C、金屬、食品等行業。
(1)熱加工生產中的工業機器人。工業機器人在鑄造生產中應用廣泛,涉及鑄造、噴砂處理、噴丸清理及鑄件運輸等幾乎所有環節。
工業機器人在鑄造生產中所完成的基本功能包括:從機器的工作區域取出鑄件;依次將鑄件移送到檢測位置,進入冷卻裝置;放入切邊機的壓模中;從壓模中拿走,分放在包裝箱中;將芯放到鑄造砂型中并澆注金屬。用于鑄造生產中的工業機器人應具有特殊的結構形式,以防止周圍介質的作用;如控制柜、控制臺、導軌以及摩擦表面的密封,將控制系統布置在獨立單元中等。鑄造生產中的工業機器人正朝著運行的快速性及可靠性方向發展。
(2)冷加工設備中的工業機器人。工業機器人在鍛壓設備生產中涉及的應用領域包括:用于曲柄壓力機、模壓曲柄彎管機、螺旋壓力機等。
在鍛壓生產中應用的工業機器人,其基本功能包括:從規定位置夾持毛坯;移送到工作位置;從一個位置轉放到另一個位置(其中包括轉動);取下成品件并將其放到包裝箱中;抓放廢料;發出控制機器人技術綜合裝置的指令等。
(3)金屬切削機床用的工業機器人。在柔性生產單元、柔性制造系統中,采用工業機器人輔助生產是最有成效 的方法。目前,具有基本組合模塊結構的金屬切削機床用工業機器人已經得到廣泛的應用。
金屬切削機床用的工業機器人所完成的基本功能包括:在機床工作空間內安裝事先已經定向的毛坯;從機床上取下零件并放入包裝箱(貯料器)中;必要時翻轉零件,清洗零件及夾具的基準面;控制裝置發出工藝指令;檢測零件等。當采用輔助裝置和坐標循環臺、升降平臺等機構時,可以擴大工業機器人的功能。
(4)裝配用工業機器人。在裝配生產中的工業機器人,既可為自動裝配機服務,又可直接用來完成大批量零件裝配作業。
裝配作業包括堆垛、擰螺絲、壓配、鉚接、彎形、卷邊、膠合等。為實現工業機器人操作必須保證基本功能的實現:如在垂直方向上手臂應該能作直線運動;機器人結構在沿垂直軸方向上要有足夠高的剛度,能夠承受在裝配方向上產生相當大的作用力;機器人有補償定位誤差的可能性,即結構的柔順性,如依靠在垂直于裝配基本方向的平面上結構的柔順性;工作機構能作高速運動。當考慮上述基本功能要求時,裝配工業機器人合理的結構應該是帶有在水平面上鉸接的工作手臂,并具有垂直行程的工作機構。工業機器人的承載能力不應超過極限值,并且,機器人應具有很靈活的、較大的工作空間以及緊湊的結構。
(5)金屬電鍍設備用的工業機器人。金屬電鍍設備用的工業機器人主要用于在電鍍槽上的服務及涂漆作業。涉及的應用領域包括:電鍍法涂層、化學法涂層、陽極機械法在零件上涂層等。目前,提高金屬電鍍機器人操作機的移動速度、提高電傳動的勞動生產率、減少金屬消耗量、減少生產過程所占的工作面積等是工業機器人的發展方向。