工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展史及標(biāo)準(zhǔn)大盤點(diǎn)
從1920年,Robot這個(gè)詞被捷克劇作家創(chuàng)造出來,到現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展了近百年,從最初的單純用于搬運(yùn)的工業(yè)機(jī)器人,到第二代具有視覺傳感器以及信息處理技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人,再到目前正在研究的智能機(jī)器人,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用日新月異,在工業(yè)生產(chǎn)中已被大量采用。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201808/385118.htm工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史
從1920年,Robot這個(gè)詞被捷克劇作家創(chuàng)造出來,到現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展了近百年,從最初的單純用于搬運(yùn)的工業(yè)機(jī)器人,到第二代具有視覺傳感器以及信息處理技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人,再到目前正在研究的智能機(jī)器人,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用日新月異,在工業(yè)生產(chǎn)中已被大量采用。
磨拋加工機(jī)器人
“磨拋加工機(jī)器人主要應(yīng)用于航空、航海、核電葉片磨拋,采用機(jī)器人持砂帶在葉片表面磨拋,采用柔性接觸、視覺定位的方式減小磨拋缺陷。
與人工磨拋相比,具有加工時(shí)間短,型面精度高,表面粗糙度小,加工一致性好的特點(diǎn)。能適應(yīng)大負(fù)載,惡劣的工作環(huán)境,精度要求高。”
焊接機(jī)器人
“弧焊機(jī)器人主要應(yīng)用于各類汽車零部件的焊接生產(chǎn),主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類型。
在該領(lǐng)域,國際大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。應(yīng)用特點(diǎn):要求快速平穩(wěn)移動,定位精度要求較高。”
激光加工機(jī)器人
“激光加工機(jī)器人是將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于激光加工中,通過高精度工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)。
通過對加工工件的自動檢測,產(chǎn)生加工件的模型,繼而生成加工曲線,也可以利用CAD數(shù)據(jù)直接加工??捎糜诠ぜ募す獗砻嫣幚怼⒋蚩?、焊接和模具修復(fù)等。精度要求較高。”
真空機(jī)器人
“真空機(jī)器人是一種在真空環(huán)境下工作的機(jī)器人,主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中,實(shí)現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。
真空機(jī)械手難進(jìn)口、受限制、用量大、通用性強(qiáng),其成為制約了半導(dǎo)體裝備整機(jī)的研發(fā)進(jìn)度和整機(jī)產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵部件。精度要求較高。”
噴涂機(jī)器人
“噴漆機(jī)器人一般采用液壓驅(qū)動,具有動作速度快、防爆性能好等特點(diǎn),可通過手把手示教或點(diǎn)位示數(shù)來實(shí)現(xiàn)示教。噴漆機(jī)器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門。噴涂機(jī)器人所處。”
搬運(yùn)機(jī)器人
“搬運(yùn)機(jī)器人由計(jì)算機(jī)控制,具有移動、自動導(dǎo)航、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)交互等功能,它可廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的柔性搬運(yùn)、傳輸?shù)裙δ?,也用于自動化立體倉庫、柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng);
同時(shí)可在車站、機(jī)場、郵局的物品分撿中作為運(yùn)輸工具。其負(fù)載量大,沒有嚴(yán)格精度要求。”
工業(yè)機(jī)器人性能評判標(biāo)準(zhǔn)
工作空間
工作空間是指機(jī)器人臂桿的特定部位在一定條件下所能到達(dá)空間的位置集合。工作空間的性狀和大小反映了機(jī)器人工作能力的大小。
運(yùn)動自由度
運(yùn)動自由度是指機(jī)器人操作機(jī)在空間運(yùn)動所需的變量數(shù),用以表示機(jī)器人動作靈活程度的參數(shù),一般是以沿軸線移動和繞軸線轉(zhuǎn)動的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目來表示。
自由物體在空間自六個(gè)自由度(三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度和三個(gè)移動自由度)。工業(yè)機(jī)器人往往是個(gè)開式連桿系,每個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動副只有一個(gè)自由度,因此通常機(jī)器人的自由度數(shù)目就等于其關(guān)節(jié)數(shù)。機(jī)器人的自由度數(shù)目越多,功能就越強(qiáng)。
有效負(fù)載
有效負(fù)載是指機(jī)器人操作機(jī)在工作時(shí)臂端可能搬運(yùn)的物體重量或所能承受的力或力矩,用以表示操作機(jī)的負(fù)荷能力。
機(jī)器人在不同位姿時(shí),允許的最大可搬運(yùn)質(zhì)量是不同的,因此機(jī)器人的額定可搬運(yùn)質(zhì)量是指其臂桿在工作空間中任意位姿時(shí)腕關(guān)節(jié)端部都能搬運(yùn)的最大質(zhì)量。
運(yùn)動精度
機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的精度主要涉及位姿精度、重復(fù)位姿精度、軌跡精度、重復(fù)軌跡精度等。
位姿精度是指指令位姿和從同一方向接近該指令位姿時(shí)的實(shí)到位姿中心之間的偏差。重復(fù)位姿精度是指對同指令位姿從同一方向重復(fù)響應(yīng)n次后實(shí)到位姿的不一致程度。
軌跡精度是指機(jī)器人機(jī)械接口從同一方向n次跟隨指令軌跡的接近程度。軌跡重復(fù)精度是指對一給定軌跡在同方向跟隨n次后實(shí)到軌跡之間的不一致程度。
運(yùn)動特性
速度和加速度是表明機(jī)器人運(yùn)動特性的主要指標(biāo)。在機(jī)器人說明書中,通常提供了主要運(yùn)動自由度的最大穩(wěn)定速度,但在實(shí)際應(yīng)用中單純考慮最大穩(wěn)定速度是不夠的,還應(yīng)注意其最大允許加速度。
動態(tài)特性
動態(tài)特性結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括質(zhì)量、慣性矩、剛度、阻尼系數(shù)、固有頻率和振動模態(tài)。
工業(yè)機(jī)器人全方位解讀
我國的工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀
工業(yè)機(jī)器人能在中國市場異軍突起:
首先是因?yàn)樵诔杀旧?,機(jī)器人通常僅為人工成本的四分之一;
其次,機(jī)器人在質(zhì)量、效率、管理等方面還能帶來很多新的附加值。
所以,在機(jī)器人技術(shù)快速提升、價(jià)格大幅下降、人工短缺、人力成本上升等因素的綜合作用下,中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于一個(gè)井噴時(shí)代。
工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)
工業(yè)機(jī)器人由3大部分6個(gè)子系統(tǒng)組成。3大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分。6個(gè)子系統(tǒng)可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)部件主要分成以下三部分:高精度減速機(jī),高性能交直流伺服電機(jī)和驅(qū)動器,高性能控制器等。機(jī)器人性能指標(biāo)主要有工作空間、自由度、有效負(fù)載、運(yùn)動精度、運(yùn)動特性、動態(tài)特性等。
工業(yè)機(jī)器人面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)
雖然機(jī)器人技術(shù)在近幾年取得了非常大的進(jìn)步,但我們要清醒地看到中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)。
由于關(guān)鍵零部件受國外技術(shù)壟斷,國產(chǎn)機(jī)器人并不具備顯著成本優(yōu)勢。同時(shí),大量機(jī)器人的生產(chǎn)廠商存在低端鎖定的風(fēng)險(xiǎn)。另外,機(jī)器人研發(fā)、制造與應(yīng)用之間缺乏有效銜接。
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