1. 適用于工業機器人的回轉支承軸承類型及型號分析

我國工業機器人起步較晚，落后與歐美國家。而今經過幾十年的發展已經初具規模。隨著其性能及其國際性的大環境的影響下，大力發展工業機器人產業已經成為一種必然趨勢，實現“以機器代替人”成為一種可能，隨著國家的大力倡導，近來機器人衍生出AGV（移動機器人）、點焊機器人、焊接機器人、弧焊機器人、激光加工機器人、真空機器人、潔凈機器人等品種。優點在于保證產品質量、提高工作效率、自動化生產線、減少工傷事故。
　　回轉支承在工業機器人的發展中起到了至關重要的作用，從而被廣泛的稱之為“機器的關節”，工業機器人被廣泛應用于制造業車間內，從回轉支承與傳動減速器的之間的關系來看，現代工業機器人常見的回轉支承裝置結構大致有以下三種：
　　分體式回轉支承結構，在結構上主要采用交叉滾子回轉支承來承受工業機器人的傾覆力矩、軸向力、徑向力，包括動態與靜態工況，傳動減速機只承受回轉軸的旋轉扭矩，所以，此種工況下要求交叉滾子回轉支承軸承的精度較高，并以此來保證機器人的回轉精度。
　　一體式回轉支承結構，它在結構上采用具有足夠承載能力的主軸承減速機，由減速機的主軸承承受工業機器人的全部傾覆力矩和軸向力，這樣話就不需要交叉滾子回轉支承軸承，通過減速機的主軸承提供較高精度，但這種減速機的造價較為昂貴。
  混合型回轉支承結構，其結構特點是，同時采用有一定承載能力的中空主軸承減速器和具有一定精度的交叉滾子軸承來共同完成支承和回轉的功能。工業機器人的轉臺同時與回轉傳動減速機的輸出軸面板以及交叉滾子軸承的內圈固定連接，交叉滾子回轉支承軸承的剛度遠遠大于減速器輸出面板的彎曲剛度，所以在動態工況下，彎曲力矩和軸向力矩主要由交叉滾子回轉支承軸承來承載。

2. 機器人機械手用回轉式減速器回轉驅動裝置

圍欄型回轉驅動裝置主要應用在使用工況要求相對較高的情況下，如對回轉結構部分防塵、防雨、防腐蝕等要求較高場合，IP等級達到IP65。回轉驅動裝置是一種新型的回轉類產品，通常也叫回轉支承通常由蝸桿、回轉支承、殼體、馬達等部件構成。由于核心部件采用回轉支承，因此可以同時承受軸向力、徑向力、傾覆力矩。回轉驅動跟傳統的回轉類產品相比，具有安裝簡便、易于維護、更大程度上節省安裝空間等特點。該產品可以廣泛使用于重型平板運輸車、集裝箱起重機、隨車吊、高空作業車、太陽能發電系統等工程機械及新能源領域

3. 工業機器人的應用案例分析

可將多種焊接工藝融合一體形成緊湊型多功能單元

通用單元將一臺KR 6-2型KUKA機器人集成于一個H形平臺的中央，利用一個回轉平臺，使生產過程中始終有一個焊接夾具在工作狀態，同時第二個夾具由操作員裝入工件，這樣操作員的操作對節拍沒有影響。

該單元也可以用于別的場合：既可以單獨用一個機器人作為一個非常緊湊的機器人焊接單元使用，也可以配合其他機器人使用，后者可以揉合不同的機器人焊接工藝。

首先，操作員將工件裝載到焊接夾具上并且啟動系統，回轉平臺將夾具在機器人下方旋轉180度至其焊接區，配有Fronius CMT焊槍的KUKA KR 6-2伸入到夾具中開始焊接工件。

接下來，第二臺機器人，型號為KR 210 R2700 extra，配有X100氣動伺服機器人焊鉗，也移動至夾具中用點焊將各工件焊接到一起。焊接完成后，H型回轉平臺旋轉，將第二個新裝載的夾具送入機器人的工作空間。

平臺的旋轉將第一個夾具移回到操作員的工作空間，夾具以氣動方式打開，操作員可將焊接好的零件取出。操作員裝載/卸載工件的工作不會對節拍產生影響。

把機器人安裝在H形平臺上的布置提高了機器人在夾具工作區內執行焊接時的可達性。安裝在平臺上的KR 6-2型KUKA機器人以其6kg的低負載和1600mm的工作半徑完美地匹配了標準弧焊任務。

機器人腕部的流線型設計確保機器人具有最小的破壞性輪廓線和最高的運動自由度。因此這位焊接專家能夠輕松到達工件上的所有焊接位置。KR 210 R2700 extra機器人能以很高的精度和速度執行點焊任務。

與其他KR QUANTEC系列機器人一樣，其特點是極低的空間要求和廣泛的潛在應用范圍。210kg的有效負荷和2926mm的可達距離，使其成為通用單元中點焊工藝的不二之選。

此外，該型號的六軸機器人可以輕松執行搬運或機加任務。這兩種機器人確保了機器人單元可以獲得完美和可測量的焊接效果。

農業機械用工業機器人工作站

機器人焊接系統由含有兩個機器人系統的工作站組成，兩個機器人系統以倒置的狀態安裝在C型龍門支柱上。

這兩個機器人系統可在地面導向機構上移動，配備有兩個旋轉-轉環-提升定位器。夾持直徑、夾持高度和長度都為5m。除此之外，也可裝卸重量最大為4,500kg的工件。刀具中心點(TCP)校準是自動實施的，以便能確保一貫的高應用質量。

每個機器人上方都設置有將過濾空氣返回至車間中的抽氣煙道。同時，系統還提供了允許兩個機器人切削加工同一零件或在一個工作站處分離多個零件的優勢。

使用了兩個尤其適用于中等有效負荷的KUKA KR 30 L16機器人。在可達距離最大為3,102mm和定位精度為0.07mm的情況下，這些機器人是用于精確焊接工作實施的理想選擇。得益于較長的關節機械臂和較長的連接機械臂，這些機器人具有非常大的工作行程，以便能創造更多新的生產可能。

這些機器人能用作地面安裝或屋頂安裝，也是用于個體系統布局的理想選擇。使用KUKA.Touch Sense軟件還能使得針對工件形狀或位置上的偏差進行補償成為可能，這樣能確保工件上的運動路徑與主輪廓準確對應。KUKA.Arc Sense軟件利用電弧穿越傳感器實現縫隙跟蹤。

實施這種機器人自動化解決方案能帶來明顯的生產率提升：在焊接以及裝卸過程中縮短了周期時間，從而使得制造時間縮短超過50%。

終端客戶和集成商都被基于機器人的解決方案所折服，并且不會排除進一步應用：“我們始終保持著與我們客戶的聯系，以便介紹我們提供的系統的優化和創新。我們也計劃在Horsch公司生產過程中實施進一步自動化裝備的可能，”SMT Systemtechnik有限公司的員工Kristina Schreider補充道。

4. 雙正回轉支承產品用于工業機器人的案例介紹

汽車制造創新型機器人焊接系統

德國愛科集團是一家開發和制造汽車技術、園林機械和航空領域創新產品的企業，在汽車制造領域，這家企業主要從事了耐用的AL-KO拖車軸和針對歐洲市場的組件的生產業務。

在汽車制造行業，零部件上的焊縫會承受非常高的動態荷載，其中拖車軸的質量尤為重要，因此拖車軸的焊接就成為焊接技術中最具有挑戰性的任務之一。為了在保證最高零部件質量的同時保證無限的靈活性，就必須采用可靠的焊接工藝和最先進的生產技術。

愛科集團依靠領先系統集成商Robolution的兩個相同的焊接單元生產商用拖車軸用搖臂、防盜裝置及各種附加組件。

愛科集團的生產計劃師Andreas Jehle總結了他們決定采用Robolution系統和庫卡焊接機器人的原因：“這些工作站處的生產主要為小批量，批次大小在10~500個零件的范圍內，變體數量巨大。

利用Robolution帶有兩個不同的專用定位器的通用單元可帶來令人難以置信的靈活性，而使用KUKA KR 16可確保出色的質量和生產率——這對于我們公司的要求配置來說是完美定制的組合。”

實際上，得益于5軸定位器和一種連接到系統長度方向面的額外專用定位器TurnFix，創新型的單元實現了令人難以置信的短的非生產時間。“系統智能地配置了軌道式定位器及TurnFix，這意味著可以在不中斷焊接過程的情況下在兩個工作站處裝載工件。

有了這種配置，庫卡機器人已經被證明可始終處于繁忙狀態，而幾乎無任何非生產時間。盡管需要連續裝載，但KR 16設備能提供出色的性能。這些六軸機器人快速、精確并且能產生出色的焊接結果——而這些結果正是作為高質量車軸制造商的愛科集團具有決定性重要性的標準。” Andreas Jehle表示。

愛科集團并不將非生產性材料作為存貨保存。將要被下訂單的生產會被作為當天的訂單進行準備生產，對于這兩種焊接單元，這意味著它們隨時都是可用的。如果系統在很長時間內都沒有工作，則這就會自動阻礙整個車軸生產的進行，結果就毫無疑問產生停機時間。

Robolution的銷售主管Thomas Büttner解釋了系統是如何為獲得最高可用性而被微調的：“系統總體可用性必須高于98%，將系統中所有組件的可用性相乘，意味著只能通過一貫使用市場上可獲得的最佳產品來實現此目標。

毫無疑問，系統概念方案也必須是正確的。由于Robolution擁有多年的機器人焊接系統制造方面的經驗以及其一貫使用最佳質量的組件，各種用戶如愛科集團就可可靠地獲得具有可靠工藝的整個系統。”

在愛科它們能淋漓盡致地證明此觀點。這兩個系統中更新的一款已經投入工作不到兩年時間，盡管有大量的多班次工作，但在這些時間內還從未出現過重大事故。

目前，系統中只保存了不到100種適用于各種零件形狀的不同方案。在大多數情況下，只需在5min內就可切換至另外一種零件形狀。

零件范圍從各種小型零件擴展至最大長度為800mm的零件。而兩種系統配置相同，這也被Andreas Jehle視作是每日生產中的主要優勢：“在任何時候我們都可將完整的焊接方案和夾具從一個系統轉移到另一個系統中，這樣就提供了額外的靈活性。另外，存儲和備品備件保存也非常方便。

如果一個系統上發生事故，則我們能在損失任何時間的情況下在另一個系統上完成特別緊迫訂單中的產品焊接，但是到目前為止我們還不需要依靠此應急策略。”

在系統中使用庫卡焊接機器人是愛科集團的明確規定，并且此決定是正確的，Thomas Büttner認為：“Robolution是系統集成商，并且沒有與任何一家機器人制造商聯姻，而庫卡是世界上最好的焊接機器人制造商之一，其能讓客戶對制造商的規格說明變得對我們非常明確和簡單。”愛科集團質量保證部對焊接系統的高性能表示肯定。

愛科集團對于Robolution的通用單元和庫卡機器人感到完全滿意。“庫卡機器人的性能和可仿效的編程令我們印象深刻，我們的員工到目前為止對庫卡控制器非常熟悉，非常感謝此款控制器提供的各種可能。另外，我們認為Robolution和庫卡提供的服務非常周到，” Andreas Jehle總結到。