从动力学角度看机器人

在当今先进的制造环境中,很难找到一个在某个生产过程无法用机器人实现的。Cowper公司的自动化专家Skye Gorter表示:"机器人技术已经对制造商获得更高的重复性,精度和吞吐量以及更安全的工作环境的能力产生了巨大的影响,同时降低了生产相同产品的成本," 好处很明显,但自动化中机器人的兴起背后呢?

Gorter说:"更好的微芯片以更低的成本大大提高了处理能力,所以设计人员在运动控制层面实现了机器人运动结构,以便将机器人无缝集成到整个机器系统中。 所以,加上更高效,更简单的串行总线,比如EtherCAT,工业机器人的性能在制造过程中正在取得巨大的飞跃。

随着机器人平台,还有Delta和六轴选择性顺从机器人手臂(SCARAs)或龙门式笛卡尔机器人的可用性的提高,终端用户融入机器人的趋势也得到了增长。 Bell Everman的首席技术官Mike Everman说。 大多数用于机器维修,托盘和焊接的工业机器人都是由线性动力传动元件驱动的SCARA或龙门架。

虽然笛卡尔机器人往往比SCARA或Delta机器人更便宜,但情况并非总是如此。"这是因为如果一个笛卡尔机器人有四个独立的驱动器和一个PLC作为大脑的轴,控制工程师必须对这些轴进行编程和协调以使末端执行器以流体的方式从A移动到B. 使用SCARA,工程师将XYZ点插入系统,让机器人控制器识别出轨迹,"雅马哈机器人控制工程师Jeff Henshaw说。

也就是说,一些完成的笛卡尔机器人或舞台设置可以处理与Delta或SCARA机器人相同的工作,而且成本和编程成本要低得多。 Everman说:"近几年来,工程师们对Delta和SCARA机器人的高雅和流畅性特别迷恋。 "然而,与笛卡尔机器人相比,Delta和SCARA机器人具有成本和易于控制的缺点。 当工程师评估成本和控制因素时,自然而然的就是将笛卡尔和其他预制系统作为替代方案。"

笛卡尔机器人可以从PLC(工厂车间的主力)那里接受命令,每个有效载荷的成本也有利于笛卡儿。 Everman说:"大多数台达机器的使用都相当轻,而一般的工厂自动化往往需要更强大的设备才能承受更重的负载。

Delta和笛卡尔也有超过SCARA优势,因为他们占用较少的空间给定的范围。 SCARA基本上有一个圆形的通道区域,在边界框的角落有死角。

除了运动学,近年来提高工业机器人性能的另一项技术进步,是监测机器人速度,位置和扭矩以及外部障碍状态的综合安全性。 例如,这些安全系统让工程师可以在比以前更多的环境中部署机器人 - 例如与人类一起工作的机器人

在过去几年中,消费电子和仓储管理行业的终端用户已经驱使许多机器人制造商开发产品,因为他们的需求相对于大多数机器人消费者来说是相当独特的。

技术进步也使机器人进入了新的应用领域。 控制和软件方面的进步使机器人技术的整合变得更容易和更具成本效益,而无线技术,包装和制药领域的发展也促使机器人制造商制造更小,更快的机器人。

机器人在食品生产和包装行业还有着巨大的潜力。 总的来说,由于对自动化缺乏了解,这些行业中很大一部分公司继续以人工操作。 然而,随着这些行业的企业了解到自动化和实施机器人技术的好处,他们往往不会将生产转换为自动化流程, 这使得这些公司可以灵活生产并提高生产力。 由于美国是世界上最大的食品生产国之一,市场潜力非常大。

关于过去几年机器人的制造或分配如何变化,"器人现在正在制造机器人。 这可以保证质量和交货时间。

事实上,在过去的十年中,新的机器人甚至启用了新的应用程序。 在汽车行业的海外运营商有一个应用程序,机器人必须从一个大型垃圾箱中取出小部件,并将其放入自动化过程的下一个阶段。 现有的流程是使用一个容易干扰的大型振动给料机。 这就限制了操作人员每行只处理一个零件。因此,最终用户在六轴机器人的末端安装了一个新的紧凑型3D视觉系统,用于定位和直接从零件箱中取出零件。 虽然3D感应技术已经有一段时间了,但摄像机的小型化让摄像机在箱内运行,所以现在系统可以看到所有部件。 先进的图像处理算法也可以让控制器识别和选取模糊的部分。

机器人领域最有希望的发展之一是协作机器人的兴起,例如Rethink的百特(Baxter)和通用机器人(Universal Robot) - 那些兼容的执行器在人身上没有防护或者笼子的情况下是安全的。

机器人领域最有希望的发展就是引入设计用于直接与人类合作的协作单元。 这些单位已经引入了一个全新的机器人应用领域,由于协作技术仍处于起步阶段,在未来五年内,继续关注制造商开发必要的技术,以使协作机器人更有能力,更安全和易于使用。"


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