装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备,由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成。其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等;控制器一般采用多CPU或多级计算机系统,实现运动控制和运动编程;末端执行器为适应不同的装配对象而设计成各种手爪和手腕等;传感系统用来获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。
据中研产业研究院报告《2021-2026年装配机器人行业深度分析及投资价值研究咨询报告》分析显示
常用的装配机器人主要有可编程通用装配操作手 (Programmable Universal Manipula-tor forAssembly)即 PUMA 机器人(最早出现于1978年,工业机器人的祖始)和平面双关节型机器人 (Selective Compliance Assembly Robot Arm)即SCARA机器人两种类型。与一般工业机器人相比,装配机器人具有精度高、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套使用等特点,主要用于各种电器的制造行业。
装配机器人主要用于各种电器制造(包括家用电器,如电视机、录音机、洗衣机、电冰箱、吸尘器)、小型电机、汽车及其部件、计算机、玩具、机电产品及其组件的装配等方面。
在机器人发展的开始阶段,协作装配机器人可能是自动化改造所需要的一个产品,所以它的结构上甚至没有做到全球产品化统一的标准。而到第二个阶段,产品全球化的特征非常明显,结构的种类相对已经稳定了,并且结构的形态也趋于基本上以6轴、4轴码垛、Scara几种形式为主。应用行业也比较集中,绝大部分集中在汽车行业上。随着协作装配机器人的应用程度加深,企业对于协作搬运机器人的理解和要求也在提升。大多数企业都开始根据用户需求考虑,协作装配机器人能否做到,对终端用户不同的人员希望多用途和移动工位,能远程操控,傻瓜式编程,无需专业,安全,不会碰到人、不会伤人,资金成本低、部署时间低,切换产品的产线可以重复利用,降低最终用户的成本。
大量的装配作业是垂直向下的,它要求手爪的水平(X,Y)移动有较大的柔顺性,以补偿位置误差。而垂直 (Z)移动以及绕水平轴转动则有较大的刚性,以便准确有力地装配。另外还要求绕Z 轴转动有较大的柔顺性,以便于键或花键配合。日本山梨大学研制出SCARA机器人,它的结构特点满足了上述要求。其控制系统也比较简单,如SR-3000机器人采用微处理机对θ1、θ2、Z 三轴(直流伺服电机)实现半闭环控制,对s 轴(步进电机)进行开环控制。编程语言采用与 BASIC相近的SERF。最新装配机器人版本Level4具有坐标变换、直线和圆弧插补、任意速度设定、以文字命名的子程序以及检错等功能。SCARA机器人是目前应用较多的类型之一。
目前我国装配机器人市场已基本形成由爱普生、雅马哈两家外资企业主导的格局,2020年两家企业合计占据中国市场份额的50%,其中爱普生自2011年起一直保持全球装配机器人市占率第一名,是全球范围内行业绝对龙头。国内企业由于起步较晚,从出货量上来看国内企业市场规模较小,其中汇川技术是内资龙头企业,2020年出货量达到3535台,占比约为7%。
工业机器人机械臂材料涉及到设计,工艺,选型,加工,装配,钣金,模具,液压,各种层面,还有机械臂电缆寿命这些都是在选材时需要考虑的问题。
而不同应用场景下的机器人会有不同的材料需求,有些的需要防止腐蚀,有些的要能够耐高压,高温,所以要根据实际的使用场景来灵活选择。而且现在3D打印技术越来月成熟,制造技术也很快会有跨越式的发展。
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