軸承是工業(yè)機器人一個重要的關(guān)鍵零部件之一，它的國產(chǎn)化關(guān)系到國產(chǎn)機器人進行產(chǎn)業(yè)的整體經(jīng)濟競爭力。針對國產(chǎn)機器人產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展社會需求，迫切需要通過開展工業(yè)機器人配套軸承研制以及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵信息技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)，確保軸承各項性能分析指標(biāo)均達到國際主義先進文化水平的前提下可以降低產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營成本，為進一步建立完善工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)體系做準(zhǔn)備，爭取在2020年培育3～5家具有國際貿(mào)易競爭力的龍頭企業(yè)和8～10個配套服務(wù)產(chǎn)業(yè)集群，以提高國產(chǎn)機器人的市場競爭力，推動人工智能裝備產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

工業(yè)機器人專用支承軸承的特點及分類

現(xiàn)代企業(yè)工業(yè)機器人的方向不斷發(fā)展已經(jīng)趨于輕型化，這就需要要求我們與其相關(guān)配套的軸承具有中國更加輕便的結(jié)構(gòu)。由于軸承要在技術(shù)有限的安裝空間里可以滿足社會工業(yè)機器人主機對軸承承載能力、精度、剛度和摩擦力矩的性能方面要求，選用標(biāo)準(zhǔn)的通用軸承很難得到滿足學(xué)生這種教學(xué)要求，而薄壁軸承追求外形極限尺寸，具有重量輕、體積小、精度高、壽命長等優(yōu)良性能，能夠達到很好地解決這一重要問題。

工業(yè)機器人專用軸承主要包括等截面薄壁軸承、薄壁十字圓柱滾子軸承、 rv 減速機軸承和諧波減速機柔性軸承。

工業(yè)機器人軸承作為工業(yè)機器人的關(guān)鍵部件之一，主要包括兩種用于工業(yè)機器人的軸承，一種是等截面薄壁軸承，另一種是十字交叉圓柱滾子軸承。 還有諧波減速器軸承，直線軸承，關(guān)節(jié)軸承，但主要是前兩個軸承。

工業(yè)機器人軸承的分類

工業(yè)發(fā)展機器人軸承的關(guān)鍵信息技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)機器人的發(fā)展趨向于輕量化，承重要安裝在有限的空間內(nèi)，必須體積小，重量輕，即輕量化。同時，機器人軸承承載能力高、精度高、剛度大、摩擦力矩小、壽命長、可靠性高、定位速度快、重復(fù)定位精度高。輕量級和高性能是矛盾的。

隨著我國工業(yè)化的進程越來越快，工業(yè)機器人在工業(yè)上的應(yīng)用越來越普及。工業(yè)機器人的主要部件——軸承，越來越受大家的廣泛重視。

盡管我國軸承行業(yè)的發(fā)展規(guī)模已經(jīng)非常龐大，但是國內(nèi)工業(yè)機器人配套軸承中，大部分依靠進口。目前國內(nèi)少數(shù)廠家雖然生產(chǎn)制造工業(yè)機器人配套軸承，也因批量小、品種規(guī)格少，零部件通用化程度低，供貨周期長，成本高等原因，在國內(nèi)市場的銷售額占總銷售額的比例不到10％。我國從20世紀(jì)80年代開始，連續(xù)投進數(shù)億元資金，花了幾十年的時間，對機器人核心零部件進行攻關(guān)和研發(fā)。從產(chǎn)品設(shè)計上來看，國內(nèi)工業(yè)機器人配套軸承的應(yīng)滿足輕量化、高精度、高可靠性三大指標(biāo)，從行業(yè)發(fā)展上來看，國產(chǎn)機器人軸承需要向產(chǎn)品要多樣化、規(guī)模化和國際化發(fā)展，在提高軸承質(zhì)量的同時完善的試驗規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，早日完成工業(yè)機器人配套軸承國產(chǎn)化的目標(biāo)。

軸承是工業(yè)機器人重要的關(guān)鍵零部件之一，它的國產(chǎn)化關(guān)系到國產(chǎn)機器人產(chǎn)業(yè)的整體競爭力。針對國產(chǎn)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，迫切需要開展工業(yè)機器人配套軸承研制以及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，確保軸承各項性能指標(biāo)均達到國際先進水平的前提下降低生產(chǎn)成本，為進一步完善工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系做準(zhǔn)備，爭取在2020年培育3～5家具有國際競爭力的龍頭企業(yè)和8～10個配套產(chǎn)業(yè)集群，以提高國產(chǎn)機器人的市場競爭力，推動智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

工業(yè)機器人發(fā)展輕型化配套軸承技術(shù)還需加強

國內(nèi)工業(yè)機器人制造產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家科技攻關(guān)項目“863”計劃的支持下，經(jīng)過十幾年的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用，使中國的機器人產(chǎn)業(yè)從無到有，跨出了一大步。目前，從中國工業(yè)機器人市場來看，國外進口的工業(yè)機器人所占重比較大，與外資品牌相比，造成國產(chǎn)機器人在無故障運行時間、定位精度、定位速度以及精度保持度方面的差距主要體現(xiàn)在核心零部件技術(shù)不達標(biāo)。工業(yè)機器人軸承作為工業(yè)機器人的關(guān)鍵配套元件，對機器人的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、重復(fù)定位精度、回轉(zhuǎn)精確度以及工作的可靠性等關(guān)鍵性能指標(biāo)具有重要影響。

工業(yè)機器人專用配套軸承的特點與分類

現(xiàn)代工業(yè)機器人的方向發(fā)展趨于輕型化，這就要求與其配套的軸承具有更加輕便的結(jié)構(gòu)。由于軸承要在有限的安裝空間里滿足工業(yè)機器人主機對軸承承載能力、精度、剛度和摩擦力矩的性能要求，選用標(biāo)準(zhǔn)的通用軸承很難滿足這種要求，而薄壁軸承追求外形極限尺寸，具有重量輕、體積小、精度高、壽命長等優(yōu)良性能，能夠很好地解決這一問題。

工業(yè)機器人專用軸承主要有等截面薄壁軸承、薄壁交叉圓柱滾子軸承、RV減速器用軸承及諧波減速器用柔性軸承等，它們大多采用非標(biāo)準(zhǔn)、多滾動體等設(shè)計原則。

許多人相信，未來世界將充斥著大量機器人，取代傳統(tǒng)需要人力充當(dāng)?shù)慕巧�。那么，對于機器人知識你又了解多少呢？

1、按臂部的運動形式分：

直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個直角坐標(biāo)移動；

圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動作；

球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；

關(guān)節(jié)型的臂部有多個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。

2、按執(zhí)行機構(gòu)運動的控制機能分：

點位型只控制執(zhí)行機構(gòu)由一點到另一點的準(zhǔn)確定位，適用于機床上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業(yè)；

連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機構(gòu)按給定軌跡運動，適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。

3、按程序輸入方式分：

編程輸入型是將計算機上已編好的作業(yè)程序文件，通過RS232串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到機器人控制柜。

示教輸入型的示教方法有兩種：

一種是由操作者用手動控制器（示教操縱盒），將指令信號傳給驅(qū)動系統(tǒng)，使執(zhí)行機構(gòu)按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍；

另一種是由操作者直接領(lǐng)動執(zhí)行機構(gòu)，按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍。在示教過程的同時，工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機器人自動工作時，控制系統(tǒng)從程序存儲器中檢出相應(yīng)信息，將指令信號傳給驅(qū)動機構(gòu)，使執(zhí)行機構(gòu)再現(xiàn)示教的各種動作。示教輸入程序的工業(yè)機器人稱為示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人。

具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業(yè)機器人，能在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作；如具有識別功能或更進一步增加自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能，即成為智能型工業(yè)機器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應(yīng)環(huán)境，并自動完成更為復(fù)雜的工作。

工業(yè)機器人是一種通過重復(fù)編程和自動控制，能夠完成制造過程中某些操作任務(wù)的多功能、多自由度的機電一體化自動機械裝備和系統(tǒng)，它結(jié)合制造主機或生產(chǎn)線，可以組成單機或多機自動化系統(tǒng)，在無人參與下，實現(xiàn)搬運、焊接、裝配和噴涂等多種生產(chǎn)作業(yè)。如下圖所示的是生產(chǎn)線上操作的工業(yè)機器人。當(dāng)前，工業(yè)機器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，在生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛，已成為現(xiàn)代制造生產(chǎn)中重要的高度自動化裝備。

自20世紀(jì)60年代初第一代機器人在美國問世以來，工業(yè)機器人的研制和應(yīng)用有了飛速的發(fā)展，但工業(yè)機器人最顯著的特點歸納有以下幾個。

1、可編程。

生產(chǎn)自動化的進一步發(fā)展是柔性自動化。工業(yè)機器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)（FMS）中的一個重要組成部分。

2、擬人化。

工業(yè)機器人在機械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業(yè)機器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機器人對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。

3、通用性。

除了專門設(shè)計的專用的工業(yè)機器人外，一般工業(yè)機器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。

4、機電一體化。

工業(yè)機器人技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，但是歸納起來是機械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合——機電一體化技術(shù)。第三代智能機器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都和微電子技術(shù)的應(yīng)用，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動其他技術(shù)的發(fā)展，機器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗證一個國家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和水平。

工業(yè)機器人系統(tǒng)由三大部分六個子系統(tǒng)組成。三大部分是：機械部分、傳感部分、控制部分。六個子系統(tǒng)是：驅(qū)動系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機器人—環(huán)境交互系統(tǒng)、人—機交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。

1、驅(qū)動系統(tǒng)

要使機器人運行起來，就需給各個關(guān)節(jié)即每個運動自由度安置傳動裝置，這就是驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)可以是液壓傳動、氣動傳動、電動傳動，或者把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng)；可以直接驅(qū)動或者通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機械傳動機構(gòu)進行間接驅(qū)動。

2、機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是工業(yè)機器人為完成各種運動的機械部件。系統(tǒng)由骨骼（桿件）和連接它們的關(guān)節(jié)（運動副）構(gòu)成，具有多個自由度，主要包括手部、腕部、臂部、機身等部件。

（1）手部：又稱為末端執(zhí)行器或夾持器，是工業(yè)機器人對目標(biāo)直接進行操作的部分，在手部可安裝專用的工具，如焊槍、噴槍、電鉆、電動螺釘（母）擰緊器等。

（2）腕部：腕部是連接手部和臂部的部分，主要功能是調(diào)整手部的姿態(tài)和方位。

（3）臂部：用以連接機身和腕部，是支撐腕部和手部的部件，由動力關(guān)節(jié)和連桿組成。用以承受工件或工具的負(fù)荷，改變工件或工具的空間位置，并將它們送至預(yù)定位置。

（4）機身：是機器人的支撐部分，有固定式和移動式兩種。

工業(yè)機器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，具有一定的自動性，可依靠自身的動力能源和控制能力實現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)機器人被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個工業(yè)領(lǐng)域之中。

工業(yè)機器人應(yīng)用非常廣泛，可以說能應(yīng)用于各個行業(yè)，目前工業(yè)機器人應(yīng)用的行業(yè)有：搬運、焊接、注塑、涂膠、上下料、移載、涂布、切割、點膠、裝配、檢測、封裝、打磨、貼片、打標(biāo)、堆碼、噴涂等等各個自動化行業(yè)。

所謂工業(yè)機器人的軸，可以用專業(yè)的名詞自由度來解釋，如果機器人具有三個自由度，那么它可以沿X，Y，Z軸自由的運動，但是它卻不能傾斜或者轉(zhuǎn)動。當(dāng)機器人的軸數(shù)增加，對機器人而言，就是更高的靈活性。工業(yè)機器人在生產(chǎn)中，一般需要配備除了自身性能特點的外圍設(shè)備，如轉(zhuǎn)動工件的回轉(zhuǎn)臺，移動工件的移動臺等。這些外圍設(shè)備的運動和位置控制都需要與工業(yè)機器人相配合并要求相應(yīng)精度。

現(xiàn)在的工業(yè)機器人都有多少個軸呢？目前市面上的工業(yè)機器人軸數(shù)從一到七，不僅有單軸機器人，也有七軸機器人。工業(yè)機器人根據(jù)應(yīng)用行業(yè)的需求不同，所需要機器人的軸數(shù)也是不同，小編這里分享一下工業(yè)機器人的應(yīng)用及軸數(shù)分類。

一、單軸、二軸、三軸線性機器人

線性機器人也稱為直角坐標(biāo)機械手，通過直線運動可以組合成XY十字式，XYZ懸臂式或者龍門式，在其滑塊上安裝各行業(yè)所需工件配合電機及設(shè)定一套合適的程序，即可實現(xiàn)讓工件自動循環(huán)直線運動的工作，是最簡單實用的工業(yè)機器人。

二、四軸機器人

四軸機器人的前兩個關(guān)節(jié)可以在水平面上左右自由旋轉(zhuǎn)，第三個關(guān)節(jié)由一個稱為羽毛的金屬桿和夾持器組成。該金屬桿可以在垂直平面內(nèi)向上和向下移動或者圍繞其垂直軸旋轉(zhuǎn)，但不能傾斜。這種獨特的設(shè)計使四軸機器人具有很強的剛性，從而使它們能夠勝任高速的高重復(fù)性的工作。

三、五軸機器人

可以通過X、Y、Z三個空間軸進行轉(zhuǎn)動，同時可以依靠基座上的軸實現(xiàn)轉(zhuǎn)身的動作，以及手部可以靈活轉(zhuǎn)動的軸，增加了其靈活性。

四、六軸機器人

六軸工業(yè)機器人是市面上應(yīng)用比較多的一種機器人，與五軸機器人的最大區(qū)別就是多了一個可以自由轉(zhuǎn)動的軸。第一個關(guān)節(jié)能在水平面自由旋轉(zhuǎn)，后面兩關(guān)節(jié)能在垂直平面移動。此外，六軸機器人有一個手臂，兩個腕關(guān)節(jié)，這讓它具有人類的手臂和手腕類似的能力�？梢阅闷鹚�平面任意朝向的部件，以特殊的角度放入包裝產(chǎn)品里。它們可以執(zhí)行許多由熟練工人才能完成的操作。

五、七軸機器人

七軸機器人是工業(yè)機器人高端產(chǎn)業(yè)化邁進的步伐，相比六軸機器人額外的軸允許機器人躲避某些特定的目標(biāo)，便于末端執(zhí)行器到達特定的位置，可以更加靈活適應(yīng)某些特殊工作環(huán)境。需要高靈活性的3C產(chǎn)業(yè)，七軸機器人擁有適應(yīng)地。

關(guān)節(jié)機器人，也稱關(guān)節(jié)手臂機器人或關(guān)節(jié)機械手臂，是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域中最常見的工業(yè)機器人的形態(tài)之一，適合用于諸多工業(yè)領(lǐng)域的機械自動化作業(yè)。比如，自動裝配、噴漆、搬運、焊接等工作，按照構(gòu)造它有不同的分類。

工業(yè)機器人軸承主要包括薄壁軸承、交叉圓柱滾子軸承、諧波減速器軸承和關(guān)節(jié)軸承等，但主要是交叉滾子軸承。焊接機器人關(guān)節(jié)中的交叉滾子軸承結(jié)構(gòu)特點：圓柱滾子在軸承內(nèi)外圓滾道內(nèi)相互垂直交叉排列，單個軸承就能同時承受徑向力、雙向軸向力與傾覆力矩的共同載荷。軸承承載能力大，剛性好，回轉(zhuǎn)精度高，安裝簡便，節(jié)省空間，降低重量，顯著降低摩擦，并提供良好的旋轉(zhuǎn)精度。使主機的輕型化、小型化成為可能。

目前工業(yè)機器人應(yīng)用比較多的行業(yè)是金屬成型噴涂、電子電器、塑料成型工業(yè)、鑄造行業(yè)、家電行業(yè)，只要是對人體有傷害并且重復(fù)度比較高的行業(yè)目前都可以讓工業(yè)機器人來完成操作。

如何操作工業(yè)機器人示教器？

在操作工業(yè)機器人中，示教器是十分重要的，今天給各位朋友簡單介紹一下示教器的基本知識，工業(yè)機器人中的示教器也稱為示教編程器，它主要由液晶屏幕和操作按鍵組成。在操作中可以手持移動，是機器人與人交流的交互接口，工業(yè)機器人的所有基本操作都可以通過示教器來完成，比如機器人的手動操縱、機器人程序的編寫、調(diào)試、設(shè)置以及查詢機器人的狀態(tài)等等。那么機器人的外形結(jié)構(gòu)是什么樣的呢？

ABB工業(yè)機器人示教器

示教器的結(jié)構(gòu)如上圖所示，它有示教器與控制柜之間的連接電纜、觸摸屏、急停開關(guān)、手動操作桿、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)用USB接口（可插U盤或移動硬盤等存儲設(shè)備）、使能按鈕、復(fù)位按鈕等部分組成。

示教器按鍵的功能介紹

示教器按鍵的功能

示教器上有12個專用的按鍵，最上面4個是可編程的預(yù)設(shè)按鍵，比如可以作為控制工業(yè)機器人抓緊工具和放松工具，外圍氣路電磁閥的打開和關(guān)斷等控制。需要在示教器上設(shè)置其功能。選擇機械單元的按鍵、切換移動模式的按鍵，此按鍵可以在機器人的重定位運動和線性運動兩者之間進行切換、切換移動模式的按鍵，如控制機器人1-3軸的運動和4-6軸的運動、切換增量的按鍵、最后下面是啟動按鍵，開始執(zhí)行程序就用此按鍵、步退按鍵、步進按鍵、停止按鍵。示教器的功能是處理與機器人系統(tǒng)操作相關(guān)的許多功能，因此示教器是由硬件和軟件組成的，其本身就是一套完整的計算機。

示教器各部分名稱

正確使用使能鍵按鈕與操縱桿的操作

工業(yè)機器人示教器使能鍵的設(shè)置是為保證操作人員人身安全而設(shè)置的，示教器使能鍵是在示教器手動操作搖桿的右側(cè)，操作者用左手的四個手指進行操作，示教器使能鍵分為兩檔，手動狀態(tài)下第一檔按下去機器人處于開啟狀態(tài)，第二檔按下去機器人處于防護裝置停止?fàn)顟B(tài)。操縱桿的 操作相當(dāng)于汽車的油門，操縱桿的 操作幅度與機器人的運動速度相關(guān)，操縱桿的 操作幅度大速度越快，反之運動速度就小。

機器人示教器使能鍵的操作

所以初學(xué)者盡可能使操作幅度小些，這樣機器人運動速度就慢慢運動，便于操控。

來源：電氣百科、工業(yè)電器網(wǎng)、工業(yè)科普等