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工業機器人八大技術發展趨勢分析
2015/4/28 8:32:28 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示: 工業機器人是一種通過重復編程和自動控制,能夠完成制造過程中某些操作任務的多功能、多自由度的機電一體化自動機械裝備和系統,它結合制造主機或生產線,可以組成單機工業機器人是一種通過重復編程和自動控制,能夠完成制造過程中某些操作任務的多功能、多自由度的機電一體化自動機械裝備和系統,它結合制造主機或生產線,可以組成單機或多機自動化系統,在無人參與下,實現搬運、焊接、裝配和噴涂等多種生產作業。
當前,工業機器人技術和產業迅速發展,在生產中應用日益廣泛,已成為現代制造生產中重要的高度自動化裝備。自20世紀60年代初第一代機器人在美國問世以來,工業機器人的研制和應用有了飛速的發展,但工業機器人最顯著的特點歸納有以下幾個。
1.可編程。生產自動化的進一步發展是柔性自動化。工業機器人可隨其工作環境變化的需要而再編程,因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發揮很好的功用,是柔性制造系統(FMS)中的一個重要組成部分。
2.擬人化。工業機器人在機械結構上有類似人的行走、腰轉、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有電腦。此外,智能化工業機器人還有許多類似人類的“生物傳感器”,如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業機器人對周圍環境的自適應能力。
3.通用性。除了專門設計的專用的工業機器人外,一般工業機器人在執行不同的作業任務時具有較好的通用性。比如,更換工業機器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可執行不同的作業任務。
4.機電一體化。工業機器人技術涉及的學科相當廣泛,但是歸納起來是機械學和微電子學的結合——機電一體化技術。第三代智能機器人不僅具有獲取外部環境信息的各種傳感器,而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智能,這些都和微電子技術的應用,特別是計算機技術的應用密切相關。
“機器人技術的發展必將帶動其他技術的發展,機器人技術的發展和應用水平也可以驗證一個國家科學技術和工業技術的發展和水平。”東莞市機器人技術協會副會長羅百輝表示,目前國際機器人界都在加大科研力度,進行機器人共性技術的研究。從機器人技術發展趨勢看,焊接機器人和其它工業機器人一樣,不斷向智能化和多樣化方向發展。具體而言,機器人的發展主要有一下八大趨勢。
1.機器人操作機構
通過有限元分析、模態分析及仿真設計等現代設計方法的運用,實現機器人操作機構的優化設計。探索新的高強度輕質材料,進一步提高負載/自重比。例如,以德國KUKA公司為代表的機器人公司,已將機器人并聯平行四邊形結構改為開鏈結構,拓展了機器人的工作范圍,加之輕質鋁合金材料的應用,大大提高了機器人的性能。此外采用先進的RV減速器及交流伺服電機,使機器人操作機幾乎成為免維護系統。
機構向著模塊化、可重構方向發展。例如,關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化;由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機;國外已有模塊化裝配機器人產品問市。機器人的結構更加靈巧,控制系統愈來愈小,二者正朝著一體化方向發展。采用并聯機構,利用機器人技術,實現高精度測量及加工,這是機器人技術向數控技術的拓展,為將來實現機器人和數控技術一體化奠定了基礎。意大利COMAU公司,日本FANUC等公司已開發出了此類產品。
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