有誰知道工業機器人有什麼特點麼?瞭解的說下唄?

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近年,工業機器人的熱度持續升溫。在全球工業升級變革中,工業機器人肩負提高工廠自動化程度,提高生產力與生產效率的重擔。在工業現場中,機器人種類繁多。現在就對各主要類工業機器人性能特點進行整理。

移動機器人(AGV)

移動機器人(AGV)是工業機器人的一種類型,它由計算機控制,具有移動、自動導航、多傳感器控制、網絡交互等功能,它可廣泛應用於機械、電子、紡織、捲菸、醫療、食品、造紙等行業的柔性搬運、傳輸等功能,也用於自動化立體倉庫、柔性加工系統、柔性裝配系統(以AGV作為活動裝配平臺);同時可在車站、機場、郵局的物品分撿中作為運輸工具。

國際物流技術發展的新趨勢之一,而移動機器人是其中的核心技術和設備,是用現代物流技術配合、支撐、改造、提升傳統生產線,實現點對點自動存取的高架箱儲、作業和搬運相結合,實現精細化、柔性化、信息化,縮短物流流程,降低物料損耗,減少佔地面積,降低建設投資等的高新技術和裝備。

點焊機器人

焊接機器人具有性能穩定、工作空間大、運動速度快和負荷能力強等特點,焊接質量明顯優於人工焊接,大大提高了點焊作業的生產率。

點焊機器人主要用於汽車整車的焊接工作,生產過程由各大汽車主機廠負責完成。國際工業機器人企業憑藉與各大汽車企業的長期合作關係,向各大型汽車生產企業提供各類點焊機器人單元產品並以焊接機器人與整車生產線配套形式進入中國,在該領域佔據市場主導地位。  

隨著汽車工業的發展,焊接生產線要求焊鉗一體化,重量越來越大,165公斤點焊機器人是當前汽車焊接中最常用的一種機器人。2008年9月,機器人研究所研製完成國內首臺165公斤級點焊機器人,併成功應用於奇瑞汽車焊接車間。2009年9月,經過優化和性能提升的第二臺機器人完成並順利通過驗收,該機器人整體技術指標已經達到國外同類機器人水平。

弧焊機器人  

弧焊機器人主要應用於各類汽車零部件的焊接生產。在該領域,國際大型工業機器人生產企業主要以向成套裝備供應商提供單元產品為主。

  

關鍵技術包括:

(1)弧焊機器人系統優化集成技術:弧焊機器人採用交流伺服驅動技術以及高精度、高剛性的RV減速機和諧波減速器,具有良好的低速穩定性和高速動態響應,並可實現免維護功能。  

(2)協調控制技術:控制多機器人及變位機協調運動,既能保持焊槍和工件的相對姿態以滿足焊接工藝的要求,又能避免焊槍和工件的碰撞。

(3)精確焊縫軌跡跟蹤技術:結合激光傳感器和視覺傳感器離線工作方式的優點,採用激光傳感器實現焊接過程中的焊縫跟蹤,提升焊接機器人對複雜工件進行焊接的柔性和適應性,結合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟蹤的殘餘偏差,基於偏差統計獲得補償數據並進行機器人運動軌跡的修正,在各種工況下都能獲得最佳的焊接質量。

激光加工機器人  

激光加工機器人是將機器人技術應用於激光加工中,通過高精度工業機器人實現更加柔性的激光加工作業。本系統通過示教盒進行在線操作,也可通過離線方式進行編程。該系統通過對加工工件的自動檢測,產生加工件的模型,繼而生成加工曲線,也可以利用CAD數據直接加工。可用於工件的激光表面處理、打孔、焊接和模具修復等。 

 

關鍵技術包括:  

(1)激光加工機器人結構優化設計技術:採用大範圍框架式本體結構,在增大作業範圍的同時,保證機器人精度;  

(2)機器人系統的誤差補償技術:針對一體化加工機器人工作空間大,精度高等要求,並結合其結構特點,採取非模型方法與基於模型方法相結合的混合機器人補償方法,完成了幾何參數誤差和非幾何參數誤差的補償。  

(3)高精度機器人檢測技術:將三座標測量技術和機器人技術相結合,實現了機器人高精度在線測量。  

(4)激光加工機器人專用語言實現技術:根據激光加工及機器人作業特點,完成激光加工機器人專用語言。  

(5)網絡通訊和離線編程技術:具有串口、CAN等網絡通訊功能,實現對機器人生產線的監控和管理;並實現上位機對機器人的離線編程控制。

真空機器人  

真空機器人是一種在真空環境下工作的機器人,主要應用於半導體工業中,實現晶圓在真空腔室內的傳輸。真空機械手難進口、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進度和整機產品競爭力的關鍵部件。而且國外對中國買家嚴加審查,歸屬於禁運產品目錄,真空機械手已成為嚴重製約我國半導體設備整機裝備製造的“卡脖子”問題。直驅型真空機器人技術屬於原始創新技術。 

 

關鍵技術包括:  

(1)真空機器人新構型設計技術:通過結構分析和優化設計,避開國際專利,設計新構型滿足真空機器人對剛度和伸縮比的要求;  

(2)大間隙真空直驅電機技術:涉及大間隙真空直接驅動電機和高潔淨直驅電機開展電機理論分析、結構設計、製作工藝、電機材料表面處理、低速大轉矩控制、小型多軸驅動器等方面。

(3)真空環境下的多軸精密軸系的設計。採用軸在軸中的設計方法,減小軸之間的不同心以及慣量不對稱的問題。

(4)動態軌跡修正技術:通過傳感器信息和機器人運動信息的融合,檢測出晶圓與手指之間基準位置之間的偏移,通過動態修正運動軌跡,保證機器人準確地將晶圓從真空腔室中的一個工位傳送到另一個工位。  (5)符合SEMI標準的真空機器人語言:根據真空機器人搬運要求、機器人作業特點及SEMI標準,完成真空機器人專用語言。  (6)可靠性系統工程技術:在IC製造中,設備故障會帶來巨大的損失。根據半導體設備對MCBF的高要求,對各個部件的可靠性進行測試、評價和控制,提高機械手各個部件的可靠性,從而保證機械手滿足IC製造的高要求。

潔淨機器人  

潔淨機器人是一種在潔淨環境中使用的工業機器人。隨著生產技術水平不斷提高,其對生產環境的要求也日益苛刻,很多現代工業產品生產都要求在潔淨環境進行,潔淨機器人是潔淨環境下生產需要的關鍵設備。

關鍵技術包括:  

(1)潔淨潤滑技術:通過採用負壓抑塵結構和非揮發性潤滑脂,實現對環境無顆粒汙染,滿足潔淨要求。  

(2)高速平穩控制技術:通過軌跡優化和提高關節伺服性能,實現潔淨搬運的平穩性。  

(3)控制器的小型化技術:根據潔淨室建造和運營成本高,通過控制器小型化技術減小潔淨機器人的佔用空間。  

(4)晶圓檢測技術:通過光學傳感器,能夠通過機器人的掃描,獲得卡匣中晶圓有無缺片、傾斜等信息。


金兆鑫


回答一個本行業的問題。

工業機器人在製造業生產中已經有40年。1959年第一臺液壓驅動的工業機器人制造出來之後,1972年日本的發那科將伺服電機引入機器人驅動方式中,開始了同步伺服驅動的先河。

經歷了半個多世紀的發展,主要形成了這5中工業機器人,2017年AGV也被劃歸到工業機器人範疇。

想明白工業機器人的特點基本上涵蓋在三個方面:

  1. 工業機器人是什麼構成的?
  2. 工業機器人為啥能夠做到可編程使用?
  3. 工業機器人的:精度,重複定位精度,剛性,柔性,協作化都是什麼含義?

接下來一個一個說:

一、工業機器人是由什麼構成的?

一張我自制的圖,來說明一下機器人的結構。

在機器人行業中分為:多關節機器人,平面多關節機器人(也叫scara機器人),delta機器人(也叫蜘蛛手,或者並聯機器人),還有協作機器人,以及AGV小車。

但是不管是什麼類型的機器人,第一點就要了解的是機器人是按照“軸”的數量,軸的並聯,串聯形式來區分的。

增加一個知識點:為什麼要明白軸的數量,軸的串聯和並聯結構?

我們常說的機器人運動,其實是我們在三維空間中,擬定出一個座標。這個座標是以機器人的底座為座標原點(有的機器人廠商是以機器人零點為座標原點規劃的座標軸)。

Estun 機器人仿真軟件中,進行的基於座標邢臺控制的機器人。右側的六個不斷變化的數字,那就是機器人在運動中,每一個關節旋轉角度的變化。

多關節機器人是串聯機器人,delta是並聯機器人,在進行運動學逆解的時候算法有不同。

所以歸納起來,機器人的組成結構,一定是:

(1)伺服電機+減速機構成各個關節主要的驅動單元。

(2)給機器人供電和進行機器人編程的主要是通過機器人電櫃中的控制器。

最後在機器人的整體構成上面,就形成了下面這種核心部件組成結構。

2、為什麼工業機器人可以進行編程?

工業機器人有一個東西,叫機器人控制器,這個控制器是什麼概念呢?相當於一個CPU,每一個工業機器人都被裝上一個操作系統。比如keba的機器人叫kmotion,機器人控制系統相當於我們電腦的Windows系統,這是一個平臺的基礎。

在平臺之上,有控制機器人做各種動作和應用於生產的各種場景軟件,叫工藝軟件包。也就是我我們常規意義上面理解的APP,或者應用程序。

軟件包的開發是機器人廠商自己寫好的,使用機器人的企業不能自己寫軟件包,你只能夠在軟件包裡面進行編輯。就好像你不能更高OFFICE軟件,但是你可以在OFFICE中創建自己的文件。

原理就是這麼一個原理。

那麼常規情況下,大家都是通過什麼進行編輯軟件的呢?

示教器,或者直接接入電腦進行編程。

機器人示教器

示教器提供手動操作的按鍵,其實就跟手柄類似的道理。

這上面的各個按鍵,J1,J2,J3,J4,J5,J6代表的是各個軸。+X代表X軸的正方向,-X代表X軸的方向。其他的類推。

所以手動也是可以控制機器人運動的,只是比較慢而已。一般情況在對機器人進行定位,或者找點的時候都會進行手動的示教。

3、你經常聽到,不少人的都在說:

工業機器人精度高,速度快,可以幹過個人乾的活,柔性化,協作化。

這幾個詞加起來,基本上行業內都比較迷糊。這幾個就是工業機器人的特點。

(1)精度高:

工業機器人的精度,分為絕對精度和重複定位精度(MTBS)

絕對精度,其實就是你給出一個座標點,這個機器人的末端是否能夠確定達到那個座標。這就是絕對的精度。

重複定位精度在工業機器人的應用中最多,重複定位精度,一般是指機器人在不斷地的運動中,是不是能夠一直到達目標點,並且10000次重複這個動作,都可以到達這個點。

如果有偏差,這個偏差是多少,那麼重複定位精度就是多少。

說白了重複定位精度,就好像運動會上面的折返跑一樣,你必須到達指定的點了之後才能夠返回,但是運動次數多了,機器人速度快了。這個早點的準確性也會受到影響。這就是重複定位京都的含義。

一般我們說,機器人的重複定位精度但是±0.1mm,或者正負0.01mm(這叫一個絲,0.02叫兩個絲)。工業機器人的定位精度都在0.1mm以下。

(2)速度快:

工業機器人速度快,並不是什麼稀奇事。畢竟他是機械啊!他不知道疲倦,只要有電就能動。

一般情況一臺碼垛類機器人可以4s搬運一包大米。也就是說一小時可以搬運800包。

(3)柔性化:

機器人的柔性化大部分人都不是很理解。

其實機器人的柔性化的含義是在應用中體現的。機器人的柔性化是跟專機對比產生的。工業機器人的優勢特點就是,他可以跟人一樣,現在生產這個產品,下一刻可以生產另外一個產品。

但是數控機床,或者是專機就不行,車銑刨磨機床,生下來就只能完成一個工藝。

所以我們說的柔性化製造,是可快速的切換生產的產品。

有過工業生產經驗的朋友都知道,工業品品類很多,就拿手機來說,小米一年至少要出5款手機。你想象一下,如果一款手機就重新更換一批設備,那英華達不要虧死了。

(4)協作化

工業機器人的協作化的意思是說工業機器人同人工配合進行工作。既要安全,有要高效。畢竟有一些工序當前必須要人工來完成。

同時還有工業機器人之間,多臺機器人相互協作也是一種特點。


至於我們常說的:焊接機器人,碼垛機器人,打磨機器人等等。那都是機器人應用在這些地方。然後被叫做應用的分類。


機器人觀察


朋友們好,我是電子及工控技術,我來回答這個問題。真正意義上的工業機器人的出現有半個多世紀了。在這半個多世紀裡機器人技術已經有了很大的變化,工業機器人承擔了很多的工作,比如可以在加工領域中大顯身手,可以讓工業機器人幹一些“傻、大、粗”的活,像焊接、切割、研磨和拋光都是它的強項;另外在各種裝配的活也能幹,比如一些“高、大、上”的活,像精密儀器的組裝等。由此我們可以總結出一些工業機器人的共有特點,下面與朋友們說說正方面的事情。

工業機器人的共同特點

工業機器人是一種典型的機電一體化產品,我們從技術的角度看它是集機械知識、電子技術知識、工業控制與檢測技術以及計算機和人工智能技術等多種先進技術於一體的集成設備。我們按照這個思路就不難理解工業機器人具有以下特點。我把它歸納為具有“三化”的特點。

1、首先是工業機器人具有擬人化的特點

我們說工業機器人具有擬人化是從它的外觀說的,從外觀上看一般工業機器人的本體都具有類似人的形態,比如有腰部的迴轉運動、有類似人的大臂和小臂、另外還有與人體相似的手腕和手爪等部件。這些部件都要接受工業機器人的大腦控制,這個大腦我們就稱之為“控制器”,它是放在控制櫃內部的。同時在機器人身上可以安裝各種類型的傳感器,比如聽覺、視覺和語音等各類傳感器這樣就可以使它具有和人類似可以對環境有一定的使用能力。

2、其次是工業機器人具有柔性化的特點

說到工業機器人的柔性化我們可以聯想到數控機床的柔性製造系統(FMS),由一個物料運輸系統將所有的數控設備連接起來形成的數控制造系統,其設備不但包括切削加工設備,而且還包括電加工、激光加工、熱處理、衝壓剪切設備以及與之相關的裝配和檢驗設備等。雖然工業機器人沒有如此多的加工設備,但是在讓工業機器人幹活時中可以在工業機器人的末端上安上各種各樣的末端執行器,就可能幹不同種類的活。這時因為我們只要改變工業機器人所控制的指令,他就會“聽從”我們所給它的任務。這也就是我們所說的工業機器人具有柔性化的特點。

3、再次是工業機器人具有通用化的特點

由於工業機器人是具有完整和獨立的控制系統,我們這裡所說的通用化是指只要改變工業機器人手部的末端操作器就可以幹不同種類的活,比如我們給它安上夾具、手爪、焊槍和吸盤等就可以幹裝配、分揀、焊接等不同的活。從這一點來說它是具有通用化的。

以我們單位的工業機器人多功能製造平臺來說,在這個平臺上可以完成繪圖、碼垛、分揀、噴塗、焊接和打磨等不同的任務,這也體現了工業機器人是一個“多面手”的一面。

以上就是我對這個問題的見解,歡迎朋友們參與討論這個話題,敬請關注電子及工控技術,感謝點贊!


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