工業(yè)機器人的發(fā)展史及標準大盤(pán)點(diǎn)

從1920年，Robot這個(gè)詞被捷克劇作家創(chuàng )造出來(lái)，到現在機器人已經(jīng)發(fā)展了近百年，從最初的單純用于搬運的工業(yè)機器人，到第二代具有視覺(jué)傳感器以及信息處理技術(shù)的工業(yè)機器人，再到目前正在研究的智能機器人，工業(yè)機器人的發(fā)展及應用日新月異，在工業(yè)生產(chǎn)中已被大量采用。

工業(yè)機器人發(fā)展史

從1920年，Robot這個(gè)詞被捷克劇作家創(chuàng )造出來(lái)，到現在機器人已經(jīng)發(fā)展了近百年，從最初的單純用于搬運的工業(yè)機器人，到第二代具有視覺(jué)傳感器以及信息處理技術(shù)的工業(yè)機器人，再到目前正在研究的智能機器人，工業(yè)機器人的發(fā)展及應用日新月異，在工業(yè)生產(chǎn)中已被大量采用。

磨拋加工機器人

“磨拋加工機器人主要應用于航空、航海、核電葉片磨拋，采用機器人持砂帶在葉片表面磨拋，采用柔性接觸、視覺(jué)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)。能適應大負載，惡劣的工作環(huán)境，精度要求高。”

焊接機器人

“弧焊機器人主要應用于各類(lèi)汽車(chē)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(lèi)型。

在該領(lǐng)域，國際大型工業(yè)機器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應商提供單元產(chǎn)品為主。應用特點(diǎn)：要求快速平穩移動(dòng)，定位精度要求較高。”

激光加工機器人

“激光加工機器人是將機器人技術(shù)應用于激光加工中，通過(guò)高精度工業(yè)機器人實(shí)現更加柔性的激光加工作業(yè)。

通過(guò)對加工工件的自動(dòng)檢測，產(chǎn)生加工件的模型，繼而生成加工曲線(xiàn)，也可以利用CAD數據直接加工?？捎糜诠ぜ募す獗砻嫣幚?、打孔、焊接和模具修復等。精度要求較高。”

真空機器人

“真空機器人是一種在真空環(huán)境下工作的機器人，主要應用于半導體工業(yè)中，實(shí)現晶圓在真空腔室內的傳輸。

真空機械手難進(jìn)口、受限制、用量大、通用性強，其成為制約了半導體裝備整機的研發(fā)進(jìn)度和整機產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵部件。精度要求較高。”

噴涂機器人

“噴漆機器人一般采用液壓驅動(dòng)，具有動(dòng)作速度快、防爆性能好等特點(diǎn)，可通過(guò)手把手示教或點(diǎn)位示數來(lái)實(shí)現示教。噴漆機器人廣泛用于汽車(chē)、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門(mén)。噴涂機器人所處。”

搬運機器人

“搬運機器人由計算機控制，具有移動(dòng)、自動(dòng)導航、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò )交互等功能，它可廣泛應用于各行業(yè)的柔性搬運、傳輸等功能，也用于自動(dòng)化立體倉庫、柔性加工系統、柔性裝配系統;

同時(shí)可在車(chē)站、機場(chǎng)、郵局的物品分撿中作為運輸工具。其負載量大，沒(méi)有嚴格精度要求。”

工業(yè)機器人性能評判標準

工作空間

工作空間是指機器人臂桿的特定部位在一定條件下所能到達空間的位置集合。工作空間的性狀和大小反映了機器人工作能力的大小。

運動(dòng)自由度

運動(dòng)自由度是指機器人操作機在空間運動(dòng)所需的變量數，用以表示機器人動(dòng)作靈活程度的參數，一般是以沿軸線(xiàn)移動(dòng)和繞軸線(xiàn)轉動(dòng)的獨立運動(dòng)的數目來(lái)表示。

自由物體在空間自六個(gè)自由度(三個(gè)轉動(dòng)自由度和三個(gè)移動(dòng)自由度)。工業(yè)機器人往往是個(gè)開(kāi)式連桿系，每個(gè)關(guān)節運動(dòng)副只有一個(gè)自由度，因此通常機器人的自由度數目就等于其關(guān)節數。機器人的自由度數目越多，功能就越強。

有效負載

有效負載是指機器人操作機在工作時(shí)臂端可能搬運的物體重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作機的負荷能力。

機器人在不同位姿時(shí)，允許的最大可搬運質(zhì)量是不同的，因此機器人的額定可搬運質(zhì)量是指其臂桿在工作空間中任意位姿時(shí)腕關(guān)節端部都能搬運的最大質(zhì)量。

運動(dòng)精度

機器人機械系統的精度主要涉及位姿精度、重復位姿精度、軌跡精度、重復軌跡精度等。

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。重復位姿精度是指對同指令位姿從同一方向重復響應n次后實(shí)到位姿的不一致程度。

軌跡精度是指機器人機械接口從同一方向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。

運動(dòng)特性

速度和加速度是表明機器人運動(dòng)特性的主要指標。在機器人說(shuō)明書(shū)中，通常提供了主要運動(dòng)自由度的最大穩定速度，但在實(shí)際應用中單純考慮最大穩定速度是不夠的，還應注意其最大允許加速度。

動(dòng)態(tài)特性

動(dòng)態(tài)特性結構參數主要包括質(zhì)量、慣性矩、剛度、阻尼系數、固有頻率和振動(dòng)模態(tài)。

工業(yè)機器人全方位解讀

我國的工業(yè)機器人現狀

工業(yè)機器人能在中國市場(chǎng)異軍突起：

首先是因為在成本上，機器人通常僅為人工成本的四分之一;

其次，機器人在質(zhì)量、效率、管理等方面還能帶來(lái)很多新的附加值。

所以，在機器人技術(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)機器人產(chǎn)業(yè)正處于一個(gè)井噴時(shí)代。

工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù)

工業(yè)機器人由3大部分6個(gè)子系統組成。3大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。6個(gè)子系統可分為機械結構系統、驅動(dòng)系統、感知系統、機器人-環(huán)境交互系統、人機交互系統和控制系統。

機器人關(guān)鍵基礎部件主要分成以下三部分：高精度減速機，高性能交直流伺服電機和驅動(dòng)器，高性能控制器等。機器人性能指標主要有工作空間、自由度、有效負載、運動(dòng)精度、運動(dòng)特性、動(dòng)態(tài)特性等。

工業(yè)機器人面臨的技術(shù)挑戰

雖然機器人技術(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)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的巨大挑戰。

由于關(guān)鍵零部件受?chē)饧夹g(shù)壟斷，國產(chǎn)機器人并不具備顯著(zhù)成本優(yōu)勢。同時(shí)，大量機器人的生產(chǎn)廠(chǎng)商存在低端鎖定的風(fēng)險。另外，機器人研發(fā)、制造與應用之間缺乏有效銜接。