軸承是工業機器人一個重要的關鍵零部件之一，它的國產化關系到國產機器人進行產業的整體經濟競爭力。針對國產機器人產業不斷發展社會需求，迫切需要通過開展工業機器人配套軸承研制以及產業化關鍵信息技術創新研發，確保軸承各項性能分析指標均達到國際主義先進文化水平的前提下可以降低產品生產經營成本，為進一步建立完善工業機器人產業結構體系做準備，爭取在2020年培育3～5家具有國際貿易競爭力的龍頭企業和8～10個配套服務產業集群，以提高國產機器人的市場競爭力，推動人工智能裝備產業快速發展。

工業機器人專用支承軸承的特點及分類

現代企業工業機器人的方向不斷發展已經趨于輕型化，這就需要要求我們與其相關配套的軸承具有中國更加輕便的結構。由于軸承要在技術有限的安裝空間里可以滿足社會工業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，選用標準的通用軸承很難得到滿足學生這種教學要求，而薄壁軸承追求外形極限尺寸，具有重量輕、體積小、精度高、壽命長等優良性能，能夠達到很好地解決這一重要問題。

工業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。

工業機器人軸承作為工業機器人的關鍵部件之一，主要包括兩種用于工業機器人的軸承，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，關節軸承，但主要是前兩個軸承。

工業機器人軸承的分類

工業發展機器人軸承的關鍵信息技術

現代工業機器人的發展趨向于輕量化，承重要安裝在有限的空間內，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、重復定位精度高。輕量級和高性能是矛盾的。

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

盡管我國軸承行業的發展規模已經非常龐大，但是國內工業機器人配套軸承中，大部分依靠進口。目前國內少數廠家雖然生產制造工業機器人配套軸承，也因批量小、品種規格少，零部件通用化程度低，供貨周期長，成本高等原因，在國內市場的銷售額占總銷售額的比例不到10％。我國從20世紀80年代開始，連續投進數億元資金，花了幾十年的時間，對機器人核心零部件進行攻關和研發。從產品設計上來看，國內工業機器人配套軸承的應滿足輕量化、高精度、高可靠性三大指標，從行業發展上來看，國產機器人軸承需要向產品要多樣化、規模化和國際化發展，在提高軸承質量的同時完善的試驗規范及標準，早日完成工業機器人配套軸承國產化的目標。

軸承是工業機器人重要的關鍵零部件之一，它的國產化關系到國產機器人產業的整體競爭力。針對國產機器人產業發展需求，迫切需要開展工業機器人配套軸承研制以及產業化關鍵技術研發，確保軸承各項性能指標均達到國際先進水平的前提下降低生產成本，為進一步完善工業機器人產業體系做準備，爭取在2020年培育3～5家具有國際競爭力的龍頭企業和8～10個配套產業集群，以提高國產機器人的市場競爭力，推動智能裝備產業發展。

工業機器人發展輕型化配套軸承技術還需加強

國內工業機器人制造產業從20世紀80年代“七五”科技攻關開始起步，在國家科技攻關項目“863”計劃的支持下，經過十幾年的研制、生產和應用，使中國的機器人產業從無到有，跨出了一大步。目前，從中國工業機器人市場來看，國外進口的工業機器人所占重比較大，與外資品牌相比，造成國產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在核心零部件技術不達標。工業機器人軸承作為工業機器人的關鍵配套元件，對機器人的運轉平穩性、重復定位精度、回轉精確度以及工作的可靠性等關鍵性能指標具有重要影響。

工業機器人專用配套軸承的特點與分類

現代工業機器人的方向發展趨于輕型化，這就要求與其配套的軸承具有更加輕便的結構。由于軸承要在有限的安裝空間里滿足工業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，選用標準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、壽命長等優良性能，能夠很好地解決這一問題。

工業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，它們大多采用非標準、多滾動體等設計原則。

許多人相信，未來世界將充斥著大量機器人，取代傳統需要人力充當的角色。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：

直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動；

圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉和伸縮動作；

球坐標型的臂部能回轉、俯仰和伸縮；

關節型的臂部有多個轉動關節。

2、按執行機構運動的控制機能分：

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

連續軌跡型可控制執行機構按給定軌跡運動，適用于連續焊接和涂裝等作業。

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程序文件，通過RS232串口或者以太網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），將指令信號傳給驅動系統，使執行機構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動執行機構，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，控制系統從程序存儲器中檢出相應信息，將指令信號傳給驅動機構，使執行機構再現示教的各種動作。示教輸入程序的工業機器人稱為示教再現型工業機器人。

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

工業機器人是一種通過重復編程和自動控制，能夠完成制造過程中某些操作任務的多功能、多自由度的機電一體化自動機械裝備和系統，它結合制造主機或生產線，可以組成單機或多機自動化系統，在無人參與下，實現搬運、焊接、裝配和噴涂等多種生產作業。如下圖所示的是生產線上操作的工業機器人。當前，工業機器人技術和產業迅速發展，在生產中應用日益廣泛，已成為現代制造生產中重要的高度自動化裝備。

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

1、可編程。

生產自動化的進一步發展是柔性自動化。工業機器人可隨其工作環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揮很好的功用，是柔性制造系統（FMS）中的一個重要組成部分。

2、擬人化。

工業機器人在機械結構上有類似人的行走、腰轉、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。傳感器提高了工業機器人對周圍環境的自適應能力。

3、通用性。

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

4、機電一體化。

工業機器人技術涉及的學科相當廣泛，但是歸納起來是機械學和微電子學的結合——機電一體化技術。第三代智能機器人不僅具有獲取外部環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的應用，特別是計算機技術的應用密切相關。因此，機器人技術的發展必將帶動其他技術的發展，機器人技術的發展和應用水平也可以驗證一個國家科學技術和工業技術的發展和水平。

工業機器人系統由三大部分六個子系統組成。三大部分是：機械部分、傳感部分、控制部分。六個子系統是：驅動系統、機械結構系統、感受系統、機器人—環境交互系統、人—機交互系統、控制系統。

1、驅動系統

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

2、機械結構系統

工業機器人的機械結構系統是工業機器人為完成各種運動的機械部件。系統由骨骼（桿件）和連接它們的關節（運動副）構成，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：又稱為末端執行器或夾持器，是工業機器人對目標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，主要功能是調整手部的姿態和方位。

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

（4）機身：是機器人的支撐部分，有固定式和移動式兩種。

工業機器人是廣泛用于工業領域的多關節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各種工業加工制造功能。工業機器人被廣泛應用于電子、物流、化工等各個工業領域之中。

工業機器人應用非常廣泛，可以說能應用于各個行業，目前工業機器人應用的行業有：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、堆碼、噴涂等等各個自動化行業。

所謂工業機器人的軸，可以用專業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動。當機器人的軸數增加，對機器人而言，就是更高的靈活性。工業機器人在生產中，一般需要配備除了自身性能特點的外圍設備，如轉動工件的回轉臺，移動工件的移動臺等。這些外圍設備的運動和位置控制都需要與工業機器人相配合并要求相應精度。

現在的工業機器人都有多少個軸呢？目前市面上的工業機器人軸數從一到七，不僅有單軸機器人，也有七軸機器人。工業機器人根據應用行業的需求不同，所需要機器人的軸數也是不同，小編這里分享一下工業機器人的應用及軸數分類。

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所需工件配合電機及設定一套合適的程序，即可實現讓工件自動循環直線運動的工作，是最簡單實用的工業機器人。

二、四軸機器人

四軸機器人的前兩個關節可以在水平面上左右自由旋轉，第三個關節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向上和向下移動或者圍繞其垂直軸旋轉，但不能傾斜。這種獨特的設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三個空間軸進行轉動，同時可以依靠基座上的軸實現轉身的動作，以及手部可以靈活轉動的軸，增加了其靈活性。

四、六軸機器人

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

五、七軸機器人

七軸機器人是工業機器人高端產業化邁進的步伐，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，便于末端執行器到達特定的位置，可以更加靈活適應某些特殊工作環境。需要高靈活性的3C產業，七軸機器人擁有適應地。

關節機器人，也稱關節手臂機器人或關節機械手臂，是當今工業領域中最常見的工業機器人的形態之一，適合用于諸多工業領域的機械自動化作業。比如，自動裝配、噴漆、搬運、焊接等工作，按照構造它有不同的分類。

工業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節軸承等，但主要是交叉滾子軸承。焊接機器人關節中的交叉滾子軸承結構特點：圓柱滾子在軸承內外圓滾道內相互垂直交叉排列，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，回轉精度高，安裝簡便，節省空間，降低重量，顯著降低摩擦，并提供良好的旋轉精度。使主機的輕型化、小型化成為可能。

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

如何操作工業機器人示教器？

在操作工業機器人中，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、調試、設置以及查詢機器人的狀態等等。那么機器人的外形結構是什么樣的呢？

ABB工業機器人示教器

示教器的結構如上圖所示，它有示教器與控制柜之間的連接電纜、觸摸屏、急停開關、手動操作桿、數據備份與恢復用USB接口（可插U盤或移動硬盤等存儲設備）、使能按鈕、復位按鈕等部分組成。

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個是可編程的預設按鍵，比如可以作為控制工業機器人抓緊工具和放松工具，外圍氣路電磁閥的打開和關斷等控制。需要在示教器上設置其功能。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操作相關的許多功能，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

工業機器人示教器使能鍵的設置是為保證操作人員人身安全而設置的，示教器使能鍵是在示教器手動操作搖桿的右側，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，手動狀態下第一檔按下去機器人處于開啟狀態，第二檔按下去機器人處于防護裝置停止狀態。操縱桿的 操作相當于汽車的油門，操縱桿的 操作幅度與機器人的運動速度相關，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、工業電器網、工業科普等