หุ่นยนต์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่หมายถึงแขนหุ่นยนต์หรืออุปกรณ์อัตโนมัติที่มีความจุในการบรรทุกสินค้าเกินมาตรฐานหนึ่ง ๆ โดยทั่วไปสามารถจัดการกับวัสดุได้มากกว่า 500 กิโลกรัม หุ่นยนต์เหล่านี้มีความเสถียรสูง ความแม่นยำ และความต้านทานต่อการรบกวนที่แข็งแกร่ง และถูกใช้อย่างกว้างขวางในสาขาที่ต้องการการทำงานแบบใหญ่และเข้มข้น ด้วยการปรับโปรแกรมอย่างยืดหยุ่นเพื่อให้เหมาะสมกับความต้องการในการผลิตที่แตกต่างกัน หุ่นยนต์เหล่านี้ช่วยให้ธุรกิจเพิ่มประสิทธิภาพโดยลดต้นทุนแรงงานและความเสี่ยงด้านความปลอดภัย
การผลิตยานยนต์
สายการผลิตยานยนต์พึ่งพาหุ่นยนต์ขนาดใหญ่มากโดยเฉพาะในการเชื่อมโครงสร้างและประกอบส่วนประกอบขนาดใหญ่ หุ่นยนต์จัดการส่วนประกอบที่มีน้ำหนักมาก เช่น ประตู โครงสร้าง และเครื่องยนต์ ทำการปฏิบัติการหลายจุดพร้อมกันที่สถานีเชื่อม เนื่องจากวัสดุโครงสร้างส่วนใหญ่เป็นเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงซึ่งยากสำหรับมนุษย์ในการขนส่งนานๆ หุ่นยนต์รักษาความแม่นยำที่มั่นคง ทำให้ความคลาดเคลื่อนของจุดเชื่อมอยู่ภายใต้ 0.5 มม. ผู้ผลิตบางรายได้นำหุ่นยนต์ร่วมมือสองแขนมาใช้ ซึ่งหน่วยเดียวสามารถจัดการการติดตั้งประตูและการยึดสกรูพร้อมกัน ลดเวลาการผลิตลง 15%
อุตสาหกรรมหล่อและ鍛造行业
在高温车间中,重型机器人取代人类执行诸如浇注、零件取出和去毛刺等危险任务。在铸造线上,机器人从熔炉中提取超过1,000°C的熔融金属并倒入模具中,配备了耐热屏蔽和热感应紧急停止系统。在锻造过程中,六轴机器人抓取锻造好的金属部件并将它们放入冷却槽中,手臂末端安装了自适应夹具以防止滑动。一家重型机械厂升级了传统的锻造生产线后,工伤率下降了90%,产品合格率从82%提高到97%。 物流与仓储 智能仓库使用重型机器人搬运满载的托盘或集装箱。配备激光导航的移动机器人可以承载2吨重的货物,在货架之间自主规划路径,将货物从收货区运送到分拣站。在冷链物流仓库中,防潮机器人在低至-25°C的环境中连续工作,机械臂上涂有防凝露涂层。部署了20台重型机器人后,一家大型电商物流中心将其包裹分拣效率提高了三倍,在高峰期每天处理超过80万个包裹。 航空航天制造 飞机机身组装涉及处理长达20米的金属框架,重型机器人通过视觉定位系统协助铆接。配备六轴力传感器的机器人在蒙皮安装过程中提供实时压力反馈,防止铝锂合金材料变形。在一家飞机制造商中,双机器人协作系统由左侧机器人固定翼梁,右侧机器人拧紧螺栓,将装配时间从72小时减少到40小时。在火箭燃料箱焊接中,机器人沿圆形轨道移动,连续8小时班次完成3毫米厚的钛合金焊接。 能源设备 风力发电机塔直径超过4米,重型机器人与龙门系统配合进行环形焊接。激光跟踪技术补偿操作过程中的工件变形,焊接炬角度自动调整±5度。在核电站维护中,抗辐射机器人进入反应堆核心,液压机械臂可以拆卸500公斤的阀门组件,并通过实时辐射数据远程监控。一座水电站使用配备防水电机和超声波清洗装置的水下机器人进行涡轮机维护,每次操作减少了12天的停机时间。 工程机械生产 挖掘机臂架通常重达1.5吨。重型机器人与旋转定位器配合进行多角度焊接。工作站设有双工位:当机器人焊接一个工件时,工人在另一侧准备下一个工件。在起重机转盘装配过程中,机器人根据扭矩要求分三个阶段拧紧64组螺栓,保持扭矩误差在2%以内。升级装载机生产线后,一家制造商将臂架焊接合格率从88%提高到99.8%,每年节省返工成本60万元。 造船业 船体块焊接涉及厚度超过30毫米的钢板。配备大功率焊炬的重型机器人在船体块两侧的轨道上运行。使用多道焊接,机器人自动清理焊渣并检查每一道焊缝。引入12台重型机器人后,一家船厂将38米长的船体块焊接时间从45天减少到26天,焊接丝消耗量减少了18%。 在选择此类设备时,关键考虑因素包括匹配工作半径和负载曲线。例如,当将3吨重的物体提升到5米高时,机器人的扭矩必须满足峰值需求。在安装过程中,基础承重能力至关重要,因为400公斤的机器人在运行过程中产生的惯性力可能超过2吨。对于维护,建议每500小时更换减速器润滑油,并定期校准力控传感器。 一些公司正在将重型机器人与5G技术集成,实现钢铁厂原材料区域的远程控制装卸,操作员在控制室内通过触觉反馈手套感知握力。随着复合材料的普及,机器人末端执行器配备了压力自适应系统,自动调整夹持力以处理不规则物体,防止碳纤维部件损坏。 目前的主要限制涉及能耗和空间布局。200公斤负载的机器人在连续运行期间可消耗高达15千瓦的电力,需要提前规划车间的电力负荷。未来的发展方向包括创建更紧凑的关节模块,并增强多个机器人在同一工作空间内操作的动态避障功能。