企业的需求是非标系统设计的依据和目标，也是系统交付后的验收标准，企业提供的产品图纸，充分掌握产品形状、材质、尺寸、精度要求、产能或订单预期等资料信息，并到工厂车间现场实地考察，进一步了解、 交流、核实具体情况，论证项目的可行性及可操作性，减少和避免项目的开发风险。

• 工业机器人选型
  • 轴数

    轴数是对工业机器人动作灵活性的度量。一般来讲，轴数越多工业机器人的动作越灵活，相应的机械结构 和运动控制也会更加复杂，所以轴的数量选择应视机器人应用而定。

    *垂直关节型工业机器人本体的各关节轴通常仅有一个自由度，即机器人的自由度等于它的轴数，但不超过六自由度。

  • 额定负载

    额定负载是指在正常操作条件下作用于工业机器人手腕端部机械接口，且不会使工业机器人性能降低的最大负载，包括工作、末端执行器及其连接装置在内的惯性作用力。机器人 选型应以额定负载为基本参考，并增加10%~20%的可扩展余量作为额定负载的估算数据。

  • 工作空间

    工作空间是对机器人运动范围或动作可达性的度量，它是指机器人手腕参考点所能掠过的空间，不包括末端执行器和工作运动时所掠过的空间，一般用图形表示 。

    
    显而易见，垂直关节型机器人能以最小的连杆参数获取最大的工作空间，这也是此构型工业机器人在制造业得到广泛应用的主要原因。
  • 位姿准确度及重复性

    位姿准确度是指从同一方向趋近指令位姿时，指令位姿和实到位姿均值间的差值；位姿重复性指的是从同一方向重复趋近同一指令位姿时，多次实到位姿的不一致程度；路径准确度指的 是指令路径和实到路径均值间的差值；路径重复性指的是对于同一指令路径，多次实到路径间的不一致程度。

    工业机器人具有位姿准确度较低、位姿重复性较高的精度特点，两者一般相差1~2个数级，所以机器人制造商在产品主要技术性能和参数中基本仅提供位姿重复性，通常用“±”表示。

  • 最大单轴（路径）速度

    单关节（单轴）速度是单个关节（轴）运动时指定点所产生的速度，通常用^°/s表示；路径（合成）速度是在各轴联动的情况下，工具中心点尚路径每单位时间内位置的变化，通常用mm/s、cm/min表示。

    在选择工业机器人的型号时，应根据企业的要求以及企业对机器人品牌的熟悉程度，再张宏伟上述工业机器人的关键性能指标进行筛选，以便选择一款性价比合理的机器人产品。
• 工艺设备选择

  工业机器人系统集成是一个非常大的领域，每个细分工业行业或领域内部需要相应的机器人系统集成商进行升级改造。工业机器人作业核心执行设备，给它配置何种工艺设备，它就可以完成相应的工艺流程， 如搭配弧焊电源、送丝装置、焊炬（枪）等，机器人就能完成弧焊作业。

• 末端执行器设计
  • 工具型末端执行器 需根据工艺设备的选型配置情况，选择适合机器人用的自动作业工具（标准件），设计作业工具与机器人手腕末端法兰连接的附属配件，如焊枪（炬）支架。
  • 夹持型末端执行器 针对特定的任务进行设计，以完成特定对象的抓持。

    为扩大机器人集成系统对产品对象或制造工艺变化的适应性，机器人系统集成商可以采用末端执行器快速更换装置。

• 辅助功能设备选型

  如焊接飞溅是机器人弧焊作业难以避免的现象，容易造成焊枪（炬）喷嘴堵塞，影响气体保护效果和焊接接头质量，所以弧焊机器人系统一般配焊枪（炬）清理装軒，通过程序控制 自动实现定期清渣、喷油、剪丝等动作。

• 产品工装夹具设计

  机器人夹持器是安装于机器人手臂末端直接作用于工作对象的装置，具有夹持、运输、放置工件到某一个空间位置的功能；而工装夹具，顾名思义，则是在生产过程中用来装夹、 坚固工件的装置，其目的在于保持工业机器人、末端执行器、工件具有确定的相对位置，利于机器人在一定的精度范围内重复再现动作。

• 总控制系统设计

  在硬件架构方面，小型柔性制造系统（FMS）和柔性制造单元（FMC）由于设备互联节点较少，基本采用I/O点对点方式实现可编程逻辑控制器(PLC)与机器人（RC），以及PLC与周边设备的主从控制通信。

  工业机器人系统工系统工作模式无外乎以下两种：

  • 机器人抓持工件而工艺设备固定的模式
  • 机器人持握工具而工件固定的模式

• 生产布局与运动仿真

  生产布局与运动仿真，其主要目的在于：

  1. 在有限的空间下，依据产品制造工艺流程，合理规划设备布局及安装方式，检验机器人动作的可达性，以及机器人与工艺设备、周边设备的干涉情况。
  2. 评估设计方案的产能和经济性
  3. 录制方案动画，便于与企业客户沟通交流

• 项目设计

  在与客户沟通确认后，系统集成商便会对设计方案进行完善和细化，进入机械结构和系统电气详细设计阶段。系统集成商会带着详细设计完成的图样与客户进行会签评审，再进行 二维出图和生成物料清单（BOM），之后由采购部门负责工业机器人、工艺设备、辅助功能设备、触摸屏、传感器等标准件的采购。

• 制造组装

  根据设计图样定制机器人末端执行器、产品工装夹具、控制柜等周边设备的零部件，然后将制造加工完成的周边设备零部件组装成部件成品。

• 安装调试
  • 由机械装调组根据研发部门的机械设计工程师的图样进行设备的机械安装和机械硬件调试；
  • 由电气装调组根据研发部门的电气设计工程师的图样进行设备的电气接线和基本电气调试；
  • 由电气工程师编写相应的控制器程序、机器人程序等，保证系统能够正常运转和模拟运行，也需要软件工程师介入来编写MES(制造执行系统)、上位机或客户端的程序。

    *上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC/HOST COMPUTER/MASTER COMPUTER/UPPER COMPUTER,屏幕上显示各种信号变化（液压、水位、温度等）。 下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机SINGLE CHIP MICROCOMPUTER/SLAVE COMPUTER/LOWER COMPUTER之类的。上位机发出的命令首先给 下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般为模拟量），转换成数字信号反馈给上位机。

• 样机试验
  • 试生产

    待设备调试完毕，系统集成商需在客户的见证下完成样机试运行，并试生产一定数量的产品，根据工艺要求制订合理的工艺方案，直至符合产品要求。

  • 客户预验收

    根据双方签订的《技术协议》进行预验收。

  • 出库发货

    将安装调试后的设备封装出库，运送到企业客户的生产现场。

• 现场安装
  • 设备就位

    与安装调试阶段相同，按设计图纸的布局要求，将工业机器人、工艺设备和周边设备等安装就位。

• 调试生产
  • 现场编程
  • 低速生产

    完成工业机器人现场编程后，将运行速度倍率设定为30%，低速试生产运行。

  • 路径优化

    结合试生产运行情况，优化机器人运动路径，包括优化完成任务所要经过的一系列路径点（程序点）的位姿、速度、定位类型等程序指令要素，并将速度倍率调高到90%，高速试生产运行。

  • 故障率考核

    在高速试生产模式下，进一步检测机器人的自动化连续运行能力，以及产品质量信息。

  • 培训陪产

    在此阶段，系统集成商主要需要对企业客户进行机器人编程与操作培训（培训操作员和编程员），了解工业机器人系统、单元或生产线的运行情况并处理问题，同时提交配套的技术文件。

  • 客户终验收

    根据双方签订的《技术协议》进行终验收。

  • 售后服务

    在质保期内， 机器人系统集成商按“三包”要求，免费提供配件和上门维修服务。质保期外的普通故障，应以电话、传真或电子邮件的形式指导客户尽快恢复生产；在客户无法自己解决故障时，可以上门 服务并酌情收取服务费和材料费。 此外，根据工业机器人制造商出厂时的要求，客户应注意定期检查、保养清洗、更换润滑油和电池等。