1. 适用于工业机器人的回转支承轴承类型及型号分析

我国工业机器人起步较晚，落后与欧美国家。而今经过几十年的发展已经初具规模。随着其性能及其国际性的大环境的影响下，大力发展工业机器人产业已经成为一种必然趋势，实现“以机器代替人”成为一种可能，随着国家的大力倡导，近来机器人衍生出AGV（移动机器人）、点焊机器人、焊接机器人、弧焊机器人、激光加工机器人、真空机器人、洁净机器人等品种。优点在于保证产品质量、提高工作效率、自动化生产线、减少工伤事故。
　　回转支承在工业机器人的发展中起到了至关重要的作用，从而被广泛的称之为“机器的关节”，工业机器人被广泛应用于制造业车间内，从回转支承与传动减速器的之间的关系来看，现代工业机器人常见的回转支承装置结构大致有以下三种：
　　分体式回转支承结构，在结构上主要采用交叉滚子回转支承来承受工业机器人的倾覆力矩、轴向力、径向力，包括动态与静态工况，传动减速机只承受回转轴的旋转扭矩，所以，此种工况下要求交叉滚子回转支承轴承的精度较高，并以此来保证机器人的回转精度。
　　一体式回转支承结构，它在结构上采用具有足够承载能力的主轴承减速机，由减速机的主轴承承受工业机器人的全部倾覆力矩和轴向力，这样话就不需要交叉滚子回转支承轴承，通过减速机的主轴承提供较高精度，但这种减速机的造价较为昂贵。
  混合型回转支承结构，其结构特点是，同时采用有一定承载能力的中空主轴承减速器和具有一定精度的交叉滚子轴承来共同完成支承和回转的功能。工业机器人的转台同时与回转传动减速机的输出轴面板以及交叉滚子轴承的内圈固定连接，交叉滚子回转支承轴承的刚度远远大于减速器输出面板的弯曲刚度，所以在动态工况下，弯曲力矩和轴向力矩主要由交叉滚子回转支承轴承来承载。

2. 机器人机械手用回转式减速器回转驱动装置

围栏型回转驱动装置主要应用在使用工况要求相对较高的情况下，如对回转结构部分防尘、防雨、防腐蚀等要求较高场合，IP等级达到IP65。回转驱动装置是一种新型的回转类产品，通常也叫回转支承通常由蜗杆、回转支承、壳体、马达等部件构成。由于核心部件采用回转支承，因此可以同时承受轴向力、径向力、倾覆力矩。回转驱动跟传统的回转类产品相比，具有安装简便、易于维护、更大程度上节省安装空间等特点。该产品可以广泛使用于重型平板运输车、集装箱起重机、随车吊、高空作业车、太阳能发电系统等工程机械及新能源领域

3. 工业机器人的应用案例分析

可将多种焊接工艺融合一体形成紧凑型多功能单元

通用单元将一台KR 6-2型KUKA机器人集成于一个H形平台的中央，利用一个回转平台，使生产过程中始终有一个焊接夹具在工作状态，同时第二个夹具由操作员装入工件，这样操作员的操作对节拍没有影响。

该单元也可以用于别的场合：既可以单独用一个机器人作为一个非常紧凑的机器人焊接单元使用，也可以配合其他机器人使用，后者可以揉合不同的机器人焊接工艺。

首先，操作员将工件装载到焊接夹具上并且启动系统，回转平台将夹具在机器人下方旋转180度至其焊接区，配有Fronius CMT焊枪的KUKA KR 6-2伸入到夹具中开始焊接工件。

接下来，第二台机器人，型号为KR 210 R2700 extra，配有X100气动伺服机器人焊钳，也移动至夹具中用点焊将各工件焊接到一起。焊接完成后，H型回转平台旋转，将第二个新装载的夹具送入机器人的工作空间。

平台的旋转将第一个夹具移回到操作员的工作空间，夹具以气动方式打开，操作员可将焊接好的零件取出。操作员装载/卸载工件的工作不会对节拍产生影响。

把机器人安装在H形平台上的布置提高了机器人在夹具工作区内执行焊接时的可达性。安装在平台上的KR 6-2型KUKA机器人以其6kg的低负载和1600mm的工作半径完美地匹配了标准弧焊任务。

机器人腕部的流线型设计确保机器人具有最小的破坏性轮廓线和最高的运动自由度。因此这位焊接专家能够轻松到达工件上的所有焊接位置。KR 210 R2700 extra机器人能以很高的精度和速度执行点焊任务。

与其他KR QUANTEC系列机器人一样，其特点是极低的空间要求和广泛的潜在应用范围。210kg的有效负荷和2926mm的可达距离，使其成为通用单元中点焊工艺的不二之选。

此外，该型号的六轴机器人可以轻松执行搬运或机加任务。这两种机器人确保了机器人单元可以获得完美和可测量的焊接效果。

农业机械用工业机器人工作站

机器人焊接系统由含有两个机器人系统的工作站组成，两个机器人系统以倒置的状态安装在C型龙门支柱上。

这两个机器人系统可在地面导向机构上移动，配备有两个旋转-转环-提升定位器。夹持直径、夹持高度和长度都为5m。除此之外，也可装卸重量最大为4,500kg的工件。刀具中心点(TCP)校准是自动实施的，以便能确保一贯的高应用质量。

每个机器人上方都设置有将过滤空气返回至车间中的抽气烟道。同时，系统还提供了允许两个机器人切削加工同一零件或在一个工作站处分离多个零件的优势。

使用了两个尤其适用于中等有效负荷的KUKA KR 30 L16机器人。在可达距离最大为3,102mm和定位精度为0.07mm的情况下，这些机器人是用于精确焊接工作实施的理想选择。得益于较长的关节机械臂和较长的连接机械臂，这些机器人具有非常大的工作行程，以便能创造更多新的生产可能。

这些机器人能用作地面安装或屋顶安装，也是用于个体系统布局的理想选择。使用KUKA.Touch Sense软件还能使得针对工件形状或位置上的偏差进行补偿成为可能，这样能确保工件上的运动路径与主轮廓准确对应。KUKA.Arc Sense软件利用电弧穿越传感器实现缝隙跟踪。

实施这种机器人自动化解决方案能带来明显的生产率提升：在焊接以及装卸过程中缩短了周期时间，从而使得制造时间缩短超过50%。

终端客户和集成商都被基于机器人的解决方案所折服，并且不会排除进一步应用：“我们始终保持着与我们客户的联系，以便介绍我们提供的系统的优化和创新。我们也计划在Horsch公司生产过程中实施进一步自动化装备的可能，”SMT Systemtechnik有限公司的员工Kristina Schreider补充道。

4. 双正回转支承产品用于工业机器人的案例介绍

汽车制造创新型机器人焊接系统

德国爱科集团是一家开发和制造汽车技术、园林机械和航空领域创新产品的企业，在汽车制造领域，这家企业主要从事了耐用的AL-KO拖车轴和针对欧洲市场的组件的生产业务。

在汽车制造行业，零部件上的焊缝会承受非常高的动态荷载，其中拖车轴的质量尤为重要，因此拖车轴的焊接就成为焊接技术中最具有挑战性的任务之一。为了在保证最高零部件质量的同时保证无限的灵活性，就必须采用可靠的焊接工艺和最先进的生产技术。

爱科集团依靠领先系统集成商Robolution的两个相同的焊接单元生产商用拖车轴用摇臂、防盗装置及各种附加组件。

爱科集团的生产计划师Andreas Jehle总结了他们决定采用Robolution系统和库卡焊接机器人的原因：“这些工作站处的生产主要为小批量，批次大小在10~500个零件的范围内，变体数量巨大。

利用Robolution带有两个不同的专用定位器的通用单元可带来令人难以置信的灵活性，而使用KUKA KR 16可确保出色的质量和生产率——这对于我们公司的要求配置来说是完美定制的组合。”

实际上，得益于5轴定位器和一种连接到系统长度方向面的额外专用定位器TurnFix，创新型的单元实现了令人难以置信的短的非生产时间。“系统智能地配置了轨道式定位器及TurnFix，这意味着可以在不中断焊接过程的情况下在两个工作站处装载工件。

有了这种配置，库卡机器人已经被证明可始终处于繁忙状态，而几乎无任何非生产时间。尽管需要连续装载，但KR 16设备能提供出色的性能。这些六轴机器人快速、精确并且能产生出色的焊接结果——而这些结果正是作为高质量车轴制造商的爱科集团具有决定性重要性的标准。” Andreas Jehle表示。

爱科集团并不将非生产性材料作为存货保存。将要被下订单的生产会被作为当天的订单进行准备生产，对于这两种焊接单元，这意味着它们随时都是可用的。如果系统在很长时间内都没有工作，则这就会自动阻碍整个车轴生产的进行，结果就毫无疑问产生停机时间。

Robolution的销售主管Thomas Büttner解释了系统是如何为获得最高可用性而被微调的：“系统总体可用性必须高于98%，将系统中所有组件的可用性相乘，意味着只能通过一贯使用市场上可获得的最佳产品来实现此目标。

毫无疑问，系统概念方案也必须是正确的。由于Robolution拥有多年的机器人焊接系统制造方面的经验以及其一贯使用最佳质量的组件，各种用户如爱科集团就可可靠地获得具有可靠工艺的整个系统。”

在爱科它们能淋漓尽致地证明此观点。这两个系统中更新的一款已经投入工作不到两年时间，尽管有大量的多班次工作，但在这些时间内还从未出现过重大事故。

目前，系统中只保存了不到100种适用于各种零件形状的不同方案。在大多数情况下，只需在5min内就可切换至另外一种零件形状。

零件范围从各种小型零件扩展至最大长度为800mm的零件。而两种系统配置相同，这也被Andreas Jehle视作是每日生产中的主要优势：“在任何时候我们都可将完整的焊接方案和夹具从一个系统转移到另一个系统中，这样就提供了额外的灵活性。另外，存储和备品备件保存也非常方便。

如果一个系统上发生事故，则我们能在损失任何时间的情况下在另一个系统上完成特别紧迫订单中的产品焊接，但是到目前为止我们还不需要依靠此应急策略。”

在系统中使用库卡焊接机器人是爱科集团的明确规定，并且此决定是正确的，Thomas Büttner认为：“Robolution是系统集成商，并且没有与任何一家机器人制造商联姻，而库卡是世界上最好的焊接机器人制造商之一，其能让客户对制造商的规格说明变得对我们非常明确和简单。”爱科集团质量保证部对焊接系统的高性能表示肯定。

爱科集团对于Robolution的通用单元和库卡机器人感到完全满意。“库卡机器人的性能和可仿效的编程令我们印象深刻，我们的员工到目前为止对库卡控制器非常熟悉，非常感谢此款控制器提供的各种可能。另外，我们认为Robolution和库卡提供的服务非常周到，” Andreas Jehle总结到。