我國工業(yè)
機器人的市場主要集中在汽車、汽車零部件、摩托車、電器、工程機械、石油化工等行業(yè)。中國作為亞洲第三大的工業(yè)機器人需求國,市場發(fā)展穩(wěn)定,2007年共裝配了約6,581臺工業(yè)機器人,較上年安裝的5,770臺上升了百分之十四點零五,汽車及其零部件制造仍然是工業(yè)機器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域,隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級不斷深入和國際制造業(yè)中心向中國的轉(zhuǎn)移,我國的機器人市場會進一步加大,市場擴展的速度也會進一步提高。本文就當前工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用進行了梳理。
(TU/EU5 9_O6Sl 機器人控制技術(shù)
$,B;\PX 0g9y4z{H 機器人控制系統(tǒng)是機器人的大腦,是決定機器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動作的時間等。具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。
0BH-kr k"|Fu 關(guān)鍵技術(shù)包括:
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6s]X*l? (1)開放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu):采用分布式CPU計算機結(jié)構(gòu),分為機器人控制器(RC),運動控制器(MC),光電隔離I/O控制板、
傳感器處理板和編程示教盒等。機器人控制器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN總線進行通訊。機器人控制器(RC)的主計算機完成機器人的運動規(guī)劃、插補和位置伺服以及主控邏輯、數(shù)字I/O、傳感器處理等功能,而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。
-A@/cS%p TKQ^D (2)模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng):軟件系統(tǒng)建立在基于開源的實時多任務(wù)操作系統(tǒng)Linux上,采用分層和模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,以實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開放性。整個控制器軟件系統(tǒng)分為三個層次:硬件驅(qū)動層、核心層和應(yīng)用層。三個層次分別面對不同的功能需求,對應(yīng)不同層次的開發(fā),系統(tǒng)中各個層次內(nèi)部由若干個功能相對對立的模塊組成,這些功能模塊相互協(xié)作共同實現(xiàn)該層次所提供的功能。
OF2W UcQ \OXQ%J2v (3)機器人的故障診斷與安全維護技術(shù):通過各種信息,對機器人故障進行診斷,并進行相應(yīng)維護,是保證機器人安全性的關(guān)鍵技術(shù)。
gJ~CD1`O 3m$ck$ (4)網(wǎng)絡(luò)化機器人控制器技術(shù):目前機器人的應(yīng)用工程由單臺機器人工作站向機器人生產(chǎn)線發(fā)展,機器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得越來越重要。控制器上具有串口、現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能。可用于機器人控制器之間和機器人控制器同上位機的通訊,便于對機器人生產(chǎn)線進行監(jiān)控、診斷和管理。
rZWs-]s6t E 02Y,C 移動機器人(AGV)
f!H/X%F %|j8#09 移動機器人(AGV)是工業(yè)機器人的一種類型,它由計算機控制,具有移動、自動導(dǎo)航、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)交互等功能,它可廣泛應(yīng)用于機械、電子、紡織、卷煙、醫(yī)療、食品、造紙等行業(yè)的柔性搬運、傳輸?shù)裙δ,也用于自動化立體倉庫、柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)(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。
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/o5K %=$Knc_!T^ 國際物流技術(shù)發(fā)展的新趨勢之一,而移動機器人是其中的核心技術(shù)和設(shè)備,是用現(xiàn)代物流技術(shù)配合、支撐、改造、提升傳統(tǒng)生產(chǎn)線,實現(xiàn)點對點自動存取的高架箱儲、作業(yè)和搬運相結(jié)合,實現(xiàn)精細化、柔性化、信息化,縮短物流流程,降低物料損耗,減少占地面積,降低建設(shè)投資等的高新技術(shù)和裝備。
[N#4H3GM8 ;2$0j1> 點焊機器人
ra2{8 x IJVzF1vC 焊接機器人具有性能穩(wěn)定、工作空間大、運動速度快和負荷能力強等特點,焊接質(zhì)量明顯優(yōu)于人工焊接,大大提高了點焊作業(yè)的生產(chǎn)率。
B*t1Y<>x P&Uj?et" 點焊機器人主要用于汽車整車的焊接工作,生產(chǎn)過程由各大汽車主機廠負責完成。國際工業(yè)機器人企業(yè)憑借與各大汽車企業(yè)的長期合作關(guān)系,向各大型汽車生產(chǎn)企業(yè)提供各類點焊機器人單元產(chǎn)品并以焊接機器人與整車生產(chǎn)線配套形式進入中國,在該領(lǐng)域占據(jù)市場主導(dǎo)地位。
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^?#xU1.i 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,焊接生產(chǎn)線要求焊鉗一體化,重量越來越大,165公斤點焊機器人是目前汽車焊接中最常用的一種機器人。2008年9月,機器人研究所研制完成國內(nèi)首臺165公斤級點焊機器人,并成功應(yīng)用于奇瑞汽車焊接車間。2009年9月,經(jīng)過優(yōu)化和性能提升的第二臺機器人完成并順利通過驗收,該機器人整體技術(shù)指標已經(jīng)達到國外同類機器人水平。
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