智能│工業機器人全知道!

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近年來德國率先提出"工業4.0"概念,美國推行"先進制造夥伴關系"計劃,日本實施"智慧制造系統",而中國也提出了"中國制造2025規劃",這些都指向同一個目標,那就是希望通過先進的IT與自動化技術來促進制造業的革新,以實現"智能化",提升效率,降低成本 。

 

而要實現這個目標工業機器人是不可或缺的一環

 

 

 

一、工業機器人的發展背景

 

從1920年,"Robot"這個詞被捷克劇作家創造出來,到現在機器人已經發展了近百年,從最初的單純用于搬運的工業機器人,到第二代具有視覺傳感器以及信息處理技術的工業機器人,再到目前正在研究的"智能機器人",工業機器人的發展及應用日新月異 。

 

 

 

工业机器人发展史,点击放大看  ↑↑

 

 

 

二、工業機器人的應用場景

 

在短短50多年的時間中,機器人技術得到了迅速的發展,在衆多制造業領域中,工業機器人應用最廣泛的領域是汽車及汽車零部件制造業,並且正在不斷地向其他領域拓展,如機械加工行業、電子電氣行業、橡膠及塑料工業、食品工業、木材與家具制造業等領域中 。

 

在工業生産中,焊接機器人、磨抛加工機器人、焊接機器人、激光加工機器人、噴塗機器人、搬運機器人、真空機器人等工業機器人都已被大量采用 。

 

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磨抛加工機器人

 

 

 

磨抛加工機器人主要应用于航空、航海、核电叶片磨抛,采用机器人持砂带在叶片表面磨抛,采用柔性接触、视觉定位的方式减小磨抛缺陷 。

與人工磨抛相比,具有加工時間短,型面精度高,表面粗糙度小,加工一致性好的特點 。能適應大負載,惡劣的工作環境 。精度要求高 。

 

 

 

2
焊接機器人

 

 

 

弧焊機器人主要應用于各類汽車零部件的焊接生産,主要有熔化極焊接作業和非熔化極焊接作業兩種類型 。

在該領域,國際大型工業機器人生産企業主要以向成套裝備供應商提供單元産品爲主 。應用特點:要求快速平穩移動,定位精度要求較高 。

 

 

 

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激光加工機器人

 

 

 

激光加工機器人是将机器人技术应用于激光加工中,通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业 。

通過對加工工件的自動檢測,産生加工件的模型,繼而生成加工曲線,也可以利用CAD數據直接加工 ?捎糜诠ぜ募す獗砻嫣幚怼⒋蚩住⒑附雍湍>咝扪}等 。精度要求較高 。

 

 

 

4
真空機器人

 

 

 

真空機器人是一种在真空环境下工作的机器人,主要应用于半导体工业中,实现晶圆在真空腔室内的传输 。

真空機械手難進口、受限制、用量大、通用性強,其成爲制約了半導體裝備整機的研發進度和整機産品競爭力的關鍵部件 。精度要求較高 。

 

 

 

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噴塗機器人

 

 

 

噴漆機器人一般采用液壓驅動,具有動作速度快、防爆性能好等特點,可通過手把手示教或點位示數來實現示教 。

喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门 。噴塗機器人所处工作环境恶劣,其精度要求较低 。

 

 

 

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搬運機器人

 

 

 

搬運機器人由计算机控制,具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能,它可广泛应用于各行业的柔性搬运、传输等功能,也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统;

同時可在車站、機場、郵局的物品分撿中作爲運輸工具 。其負載大,無嚴格精度要求 。

 

 

 

三、工業機器人分類

 

工業機器人按不同的方法可分下述類型:具體看下圖!

可点击图片放大看  ↑↑

 

四、工業機器人性能評判指標

 

表示機器人特性的基本參數和性能指標主要有工作空間、自由度、有效負載、運動精度、運動特性、動態特性等 。

工业机器人性能评判指标  ↑↑

 

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工作空間(Work space)

 

 

 

工作空間是指机器人臂杆的特定部位在一定条件下所能到达空间的位置集合 。工作空間的性状和大小反映了机器人工作能力的大小 。

 

 

 

2
運動自由度

 

 

 

運動自由度是指機器人操作機在空間運動所需的變量數,用以表示機器人動作靈活程度的參數,一般是以沿軸線移動和繞軸線轉動的獨立運動的數目來表示 。

 

自由物體在空間自六個自由度(三個轉動自由度和三個移動自由度) 。工業機器人往往是個開式連杆系,每個關節運動副只有一個自由度,因此通常機器人的自由度數目就等于其關節數 。機器人的自由度數目越多,功能就越強 。

 

 

 

3
有效負載(Payload)

 

 

 

有效負載是指機器人操作機在工作時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 。

 

机器人在不同位姿时,允许的最大可搬运质量是不同的,因此机器人的额定可搬运质量是指其臂杆在工作空間中任意位姿时腕关节端部都能搬运的较大质量 。

 

 

 

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運動精度(Accuracy)

 

 

 

機器人機械系統的精度主要涉及位姿精度、重複位姿精度、軌迹精度、重複軌迹精度等 。

 

位姿精度是指指令位姿和從同一方向接近該指令位姿時的實到位姿中心之間的偏差 。重複位姿精度是指對同指令位姿從同一方向重複響應n次後實到位姿的不一致程度 。

 

軌迹精度是指機器人機械接口從同一方向n次跟隨指令軌迹的接近程度 。軌迹重複精度是指對一給定軌迹在同方向跟隨n次後實到軌迹之間的不一致程度 。

 

 

 

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運動特性(Sped)

 

 

 

速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标 。在机器人说明书中,通常提供了主要運動自由度的最大稳定速度,但在实际应用中单纯考虑最大稳定速度是不够的,还应注意其最大允许加速度 。

 

 

 

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動態特性

 

 

 

動態特性结构动态参数主要包括质量、惯性矩、刚度、阻尼系数、固有频率和振动模态 。

 

 

 

五、工業機器人全方位解讀

 

 

 

 

 

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我國的工業機器人現狀

 

工業機器人之所以能在中國市場異軍突起:

 

  • 首先是因爲在成本上,機器人通常僅爲人工成本的四分之一;

  • 其次,機器人在質量、效率、管理等方面還能帶來很多新的附加值 。

 

所以,在機器人技術快速提升、價格大幅下降、人工短缺、人力成本上升等因素的綜合作用下,中國的工業機器人産業正處于一個井噴時代 。

 

2
工業機器人的關鍵技術

 

工業機器人由3大部分6個子系統組成 。3大部分是机械部分、传感部分和控制部分 。6个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统 。请加微信号:robotinfo 学习工业智能化知识

 

機器人關鍵基礎部件主要分成以下三部分:高精度减速机,高性能交直流伺服电机和驱动器,高性能控制器等 ;魅诵阅苤副曛饕泄ぷ骺臻g、自由度、有效負載、运动精度、运动特性、動態特性等 。

 

3
工業機器人面臨的技術挑戰

 

雖然機器人技術在近幾年取得了非常大的進步,但利来w66国际在线.com 要清醒地看到中國工業機器人産業發展面臨的巨大挑戰 。

 

工业机器人设备  ↑↑

 

由于關鍵零部件受國外技術壟斷,國産機器人並不具備顯著成本優勢 。同時,大量機器人的生産廠商存在低端鎖定的風險 。另外,機器人研發、制造與應用之間缺乏有效銜接 。

 

六、工業機器人國內外知名廠商

 

工業機器人技術水平日趨成熟,已經成爲一種標准設備而得到工業界廣泛應用,從而也形成了一批較有影響力的、著名的工業機器人公司 。其主要分爲日系和歐美系,日系中主要有FANUC、安川、松下、不二越、川崎、愛普生等公司;

 

歐美系中主要有德國的KUKA、瑞典的ABB、瑞士的史陶比爾、意大利的COMAU公司 。在國內,工業機器人産業剛剛起步,但增長的勢頭非常強勁,如新松、安徽埃夫特 。

 

1
庫卡(KUKA)

 

德國庫卡成立于1898年,是世界幾家頂級爲自動化生産行業提供柔性,生産系統、機器人、夾具、模具及備件的供應商之一 。

 

1996年,庫卡焊接設備和機器人有限公司分成兩個在市場上獨立運作的公司,即庫卡機器人有限公司及庫卡焊接設備有限公司 。

 

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ABB機器人

 

1988年創立于歐洲的ABB公司于1994年進入中國,1995年成立ABB中國有限公司 。

 

2005年起,ABB機器人的生产、研发、工程中心都开始转移到中国,可见国际机器人巨头对中国市场的重视 。目前,中国已经成为ABB全球第一大市场 。

 

3
發那科

 

FANUC(發那科)成立于1956年,是日本一家专门研究数控系统的公司,是世界上最大的专业数控系统生产厂家 。

 

1974年,FANUC首台機器人問世;2008年,FANUC機器人裝機量突破20萬台,居世界首位;2011年,FANUC全球機器人已超25萬台,市場份額穩居第一 。

 

4
安川

 

安川電機(中國)有限公司是有近100年曆史的日本安川電機株式會社全額投資的外商獨資企業,于1999年4月在上海注冊成立 。

 

隨著業務範圍和企業規模的不斷擴大,公司除上?偛客膺在廣州、北京、成都等地開設了分公司,並在中國各地區設立了代理店和經銷商 。

 

5
松下

 

唐山松下産業機器有限公司是一家中日合資企業,年産值10億元,專注于中國焊接市場,爲中國用戶提供高性能的電焊機、機器人和激光焊接系統 。

 

唐山松下的機器人焊接電源融合式控制器,體現了全數字焊接電源在機器人弧焊技術領域的先進技術水平,得到了國內廣大用戶認可 。

 

6
那智不二越(NACHI)

 

那智不二越公司是1928年在日本成立的,自創立開始一直致力于發展機械技術,以及機械制造事業 。

 

總工廠位于日本富山,北美、南美、歐洲及亞洲也設有生産基地,並在世界範圍內設立了常駐代表機構和銷售網點 。

 

7
川崎(Kawasaki)

 

川崎機器人(天津)有限公司是由川崎重工業株式會社100%投資,並于2006年8月正式在中國天津經濟技術開發區注冊成立 。

 

主要負責川崎重工生産的工業機器人在中國境內的銷售、售後服務(機器人的保養、維護、維修等)、技術支持等相關工作 。

 

8
史陶比爾(Stäubli)

 

史陶比爾公司于1892年創建在瑞士蘇黎世湖畔的Horgen市 。

 

制造生産精密機械電子産品:紡織機械、工業接頭和工業機器人,公司員工人數達4000多人,年營業額超過十億瑞士法郎 。

 

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新松(SIASUN)

 

新松機器人成立于2000年,其機器人産品線涵蓋工業機器人、潔淨(真空)機器人、移動機器人、特種機器人及智能服務機器人五大系列 。

公司以近150億的市值成爲沈陽最大的企業,是國際上機器人産品線最全廠商之一,也是國內機器人産業的領導企業 。

 

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柯馬機器人

 

柯馬(COMAU)是一家隸屬于菲亞特集團的全球化企業,成立于1976年,總部位于意大利都靈 。

柯馬業務範圍主要包括:車身焊裝,動力總成,工程設計,機器人和維修服務 ?埋R在全球17個國家擁有分公司29個,員工總數達11,000多人 。

 

 

2018年8月8日 14:28
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