03.03 為什麼國產工業機器人精度不行?


工業機器人可以看作數控加工中心類設備的升級產品,核心還是多軸聯動的空間定位技術,對各個環節的精度要求都非常高,這樣整體系統的精度才可以滿足要求,目前國內的數控加工設備精度都遠遠不如進口的,工業機器人當然會更加技不如人了,像歐美日企業已經研究了多半個實際,早就形成一定的技術壁壘了,我們才開始仿製沒有幾年光陰,目前很多客戶寧願掏錢買二手的進口工業機器人,冒著維護麻煩的危險,也不願意使用國產的機器人,的確是有一定道理的,請關注:機電貓

核心配件都靠進口

雖然國內已經有了單獨伺服電機和控制系統,中國也是稀土大國,按道理生產伺服電機是有優勢的,但是高精度的始終不理想,因為編碼器和光柵尺這些高精度點的傳感器我們無法生產,我們只可以生產低精度的,外國人對這些是技術封鎖的,編碼器是伺服系統運行的眼睛,缺少了眼睛,雖然拄著柺杖也能走,但是始終不如別人的了,伺服系統花掉了機器人的四分之一成本。

數控CNC控制器也有很多企業在研發生產,但是CPU和FPGA始終還是要使用別人的,別人高興就賣給你一點,某天和你鬧翻了,隨時收回去了。

精密減速器,比如擺線針輪行星減速器,諧波齒輪減速,RV減速器等等,佔比了機器人成本的35%,日本人掌握了技術核心,這種東西不是一時半會可以開發出來的,需要很多年的材料和加工數據積累,似乎我們中國人也缺少這種耐心,雖然弄出來一些替代品佔領低端市場,但是中高端始終是人家的市場。

雖然國產機器人廠家,也可以通過一些渠道採購國外的配件回來組裝,但是因為人家的一些排他協議,未必就可以把最好的東西賣給你,即使賣給你了,價格也會別別人的貴,這樣你國內組裝起來就沒有競爭力了。

單個配件精度不行,也許我們可以把殼體和基座之類做漂亮點,但是整體的精度是肯定不如別人的。

系統集成也不是擰螺絲

改革開放初期,我們很多機械設備配件都沒有,基本上都從國外進口回來組裝,但是就是這種簡單的組裝,講白了就是擰螺絲,當時組裝出來的整機,質量也不如整機進口回來的設備,即使裡邊的配件是一模一樣的。

今天我們已經超越了這個簡單的組裝階段了,只要有好的配件,我們技術工人同樣可以裝配出來比較理想的機器設備了。但是系統集成這種類型的組裝,可不是擰螺絲這麼簡單了,它涉及到算法了。

也許在一些精度要求不高的場合,國產的機器人靜態精度可以做刀比較高,但是多軸聯動起來,幾臺伺服同步,國產的控制算法不理想,整體的動態響應精度就遠遠不如人家了。

一個好的控制系統,是有很強的“魯棒性”的,也就是有了擾動以後,能很快恢復到穩定的狀態,給一個指令下去,機械手臂會很精準的馬上執行下去,即使機械咬合之間有很多間隙,依然能補償到,目前國內的算法上落後,導致了整體的組合精度也不如進口機器人。

集成不好,不僅僅是某方面的精度差,整體的穩定程度也不可靠,所以故障率也會相對比較高。


機電貓


這裡糾正一點,不是國產的工業機器人精度就不行。這種寬泛性概述對整個行業是一個誤判。

國產機器人在焊接,碼垛,裝配,在很多行業領域已經取得了不錯的市場。國產機器人起步相對較晚,時至今日不過8年左右的時間。因此,我們僅僅從專業的角度看機器人精度到底與什麼相關。

許多工業應用中需要精確的機器人來執行一些關鍵任務,如航空製造和計量檢測。然而,工業機器人並不總是能夠保持高度的準確性。機器人的誤差主要有幾個來源,可以將它們分成三個主要的類別:活動關節誤差,運動誤差和非運動誤差。活動關節,指的是機器人的驅動關節,因為一些關節雖然鉸接但不是驅動關節,例如並聯機械手中,有些關節是被動關節。

我們注意到,驅動關節的誤差和運動誤差是影響機器人精度的最主要原因。而對於非運動誤差,可以想象,主要影響的是一些高負載應用。

關節誤差

這些誤差主要來源於機器人驅動關節編碼器提供的位移值誤差。即機器人關節實際運動的位置與傳感器(如編碼器)報告的位置數據之間的差異。造成差異的原因是傳感器本身的誤差和每個驅動關節置零(或歸位)造成的偏差(即,在驅動關節的零點或基準位置的誤差)。

運動誤差

運動誤差主要和機器人的運動學模型有關。不能準確地表示該機器人的實際幾何結構的模型是誤差的最根本來源。運動誤差的主要原因歸結於以下情況:

•由於製造和裝配公差造成的機器人部件標稱尺寸和實際尺寸之間的差異造成的誤差。

•機器人部件的幾何特徵(如平行度,垂直度)誤差。

•參考座標系的位置錯誤:機器人的基礎參考座標系與工作參考座標系(也稱為單元座標系或全局參考座標系)有關,工具參考座標系與機器人的工件座標系(最終參考座標系)有關。

非運動誤差

非運動誤差主要源於機器人的部件自身原因,可以歸結於下列主要元件的機械特性:

•機械部件的剛度(如,機器人鏈和變速箱)。

•機械系統的齒側間隙(如變速箱齒隙)。

•溫度對機器人的結構和機械部件的影響。

對於任何需要高精度機器人來完成關鍵任務的工業應用,知道如何查找和減少誤差,提高精度將可以提升產品的生產表現。使用力扭矩傳感器以增加測量的精度是消除這些誤差的方法之一。雖然應用過程中每個階段的測量可能看起來乏味,但是長遠來看,無疑會得到應有的回報。


機器人觀察


低速的位置控制的國產的精度能夠跟的上要求,高速的我們在機器人本體:主要是伺服和減速機 以及最後兩軸的傳動機構佈置有差距。

控制算法上:動力學模型的建力缺少有效的數據支持,畢竟起步晚。

另外在協作上,上述的差距不大,一體化關節直接買外國的,算法有別與傳統的pid控制算法,智能算法我們國家還是挺強的。


劉雲青


個人覺得,這個問題是以點帶面。其他很多行業也存在這樣的問題。歸根到底依法治國存在很大欠缺。為什麼很多企業只想賺快錢,社會浮躁,基礎研究薄弱,人才打壓。因為法治不健全,缺乏安全感。企業的創新研究付出很大代價,利益得不到保障容易被剽竊,剽竊現象太普遍幾乎不用付出任何代價,牽扯到大多數人的利益,所以法治建設推進很慢。相信隨著社會經濟發展,國民素質提高,國家體制建設的進步,我們國家會越來越好的。


rain001014


老是說國產的不行,為什麼不說國產的和進口的價格呢?如果國產價格也和進口價格一樣的話,相信國產的會更好[呲牙][呲牙][呲牙][呲牙][呲牙]


阿拉定神燈


基礎工業決定一切,機器人作為智能微觀構造,所有材料的誤差包括溫膨係數加工精度係數沒有統一數據,造成積累誤差過大。要改變還需幾十年


芝麻彙集號


精度主要表現在電機位置控制精度,和傳動軸動間隙,在就是齒輪齧合間隙。還有長期工作,齒輪和轉動的磨損。現在中國還需要在這方面努力。


玉竹先生11


笨功夫不到家,從機械硬件,到電子硬件,直至算法,軟件!


識途老馬75118909


啥都不看,看活動扳手就知道了,國外加工的和國內加工的天壤之別,輸在了工藝上了,輸在了老闆的態度上了


商學848


我們的好產品只有1%。


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