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近年。工业机器人的热度持续升温。在全球工业升级变革中。工业机器人肩负提高工厂自动化程度。提高生产力与生产效率的重担。在工业现场中。机器人种类繁多。现在就对各主要类工业机器人性能特点进行整理。
移动机器人(AGV)
移动机器人(AGV)是工业机器人的一种类型。它由计算机控制。具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能。它可广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、传输等功能。也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统(以AGV作为活动装配平台);同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输工具。
国际物流技术发展的新趋势之一。而移动机器人是其中的核心技术和设备。是用现代物流技术配合、支撑、改造、提升传统生产线。实现点对点自动存取的高架箱储、作业和搬运相结合。实现精细化、柔性化、信息化。缩短物流流程。降低物料损耗。减少占地面积。降低建设投资等的高新技术和装备。
点焊机器人
焊接机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点。焊接质量明显优于人工焊接。大大提高了点焊作业的生产率。
点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作。生产过程由各大汽车主机厂负责完成。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系。向各大型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产线配套形式进入中国。在该领域占据市场主导地位。
随着汽车工业的发展。焊接生产线要求焊钳一体化。重量越来越大。165公斤点焊机器人是当前汽车焊接中最常用的一种机器人。2008年9月。机器人研究所研制完成国内首台165公斤级点焊机器人。并成功应用于奇瑞汽车焊接车间。2009年9月。经过优化和性能提升的第二台机器人完成并顺利通过验收。该机器人整体技术指标已经达到国外同类机器人水平。
弧焊机器人
弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域。国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。
关键技术包括:
(1)弧焊机器人系统优化集成技术:弧焊机器人采用交流伺服驱动技术以及高精度、高刚性的RV减速机和谐波减速器。具有良好的低速稳定性和高速动态响应。并可实现免维护功能。
(2)协调控制技术:控制多机器人及变位机协调运动。既能保持焊枪和工件的相对姿态以满足焊接工艺的要求。又能避免焊枪和工件的碰撞。
(3)精确焊缝轨迹跟踪技术:结合激光传感器和视觉传感器离线工作方式的优点。采用激光传感器实现焊接过程中的焊缝跟踪。提升焊接机器人对复杂工件进行焊接的柔性和适应性。结合视觉传感器离线观察获得焊缝跟踪的残余偏差。基于偏差统计获得补偿数据并进行机器人运动轨迹的修正。在各种工况下都能获得最佳的焊接质量。
激光加工机器人
激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工中。通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业。本系统通过示教盒进行在线操作。也可通过离线方式进行编程。该系统通过对加工工件的自动检测。产生加工件的模型。继而生成加工曲线。也可以利用CAD数据直接加工。可用于工件的激光表面处理、打孔、焊接和模具修复等。
关键技术包括:
(1)激光加工机器人结构优化设计技术:采用大范围框架式本体结构。在增大作业范围的同时。保证机器人精度;
(2)机器人系统的误差补偿技术:针对一体化加工机器人工作空间大。精度高等要求。并结合其结构特点。采取非模型方法与基于模型方法相结合的混合机器人补偿方法。完成了几何参数误差和非几何参数误差的补偿。
(3)高精度机器人检测技术:将三坐标测量技术和机器人技术相结合。实现了机器人高精度在线测量。
(4)激光加工机器人专用语言实现技术:根据激光加工及机器人作业特点。完成激光加工机器人专用语言。
(5)网络通讯和离线编程技术:具有串口、CAN等网络通讯功能。实现对机器人生产线的监控和管理;并实现上位机对机器人的离线编程控制。
真空机器人
真空机器人是一种在真空环境下工作的机器人。主要应用于半导体工业中。实现晶圆在真空腔室内的传输。真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强。其成为制约了半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件。而且国外对中国买家严加审查。归属于禁运产品目录。真空机械手已成为严重制约我国半导体设备整机装备制造的“卡脖子”问题。直驱型真空机器人技术属于原始创新技术。
关键技术包括:
(1)真空机器人新构型设计技术:通过结构分析和优化设计。避开国际专利。设计新构型满足真空机器人对刚度和伸缩比的要求;
(2)大间隙真空直驱电机技术:涉及大间隙真空直接驱动电机和高洁净直驱电机开展电机理论分析、结构设计、制作工艺、电机材料表面处理、低速大转矩控制、小型多轴驱动器等方面。
(3)真空环境下的多轴精密轴系的设计。采用轴在轴中的设计方法。减小轴之间的不同心以及惯量不对称的问题。
(4)动态轨迹修正技术:通过传感器信息和机器人运动信息的融合。检测出晶圆与手指之间基准位置之间的偏移。通过动态修正运动轨迹。保证机器人准确地将晶圆从真空腔室中的一个工位传送到另一个工位。 (5)符合SEMI标准的真空机器人语言:根据真空机器人搬运要求、机器人作业特点及SEMI标准。完成真空机器人专用语言。 (6)可靠性系统工程技术:在IC制造中。设备故障会带来巨大的损失。根据半导体设备对MCBF的高要求。对各个部件的可靠性进行测试、评价和控制。提高机械手各个部件的可靠性。从而保证机械手满足IC制造的高要求。
洁净机器人
洁净机器人是一种在洁净环境中使用的工业机器人。随着生产技术水平不断提高。其对生产环境的要求也日益苛刻。很多现代工业产品生产都要求在洁净环境进行。洁净机器人是洁净环境下生产需要的关键设备。
关键技术包括:
(1)洁净润滑技术:通过采用负压抑尘结构和非挥发性润滑脂。实现对环境无颗粒污染。满足洁净要求。
(2)高速平稳控制技术:通过轨迹优化和提高关节伺服性能。实现洁净搬运的平稳性。
(3)控制器的小型化技术:根据洁净室建造和运营成本高。通过控制器小型化技术减小洁净机器人的占用空间。
(4)晶圆检测技术:通过光学传感器。能够通过机器人的扫描。获得卡匣中晶圆有无缺片、倾斜等信息。
其他观点:
回答一个本行业的问题。
工业机器人在制造业生产中已经有40年。1959年第一台液压驱动的工业机器人制造出来之后。1972年日本的发那科将伺服电机引入机器人驱动方式中。开始了同步伺服驱动的先河。
经历了半个多世纪的发展。主要形成了这5中工业机器人。2017年AGV也被划归到工业机器人范畴。
想明白工业机器人的特点基本上涵盖在三个方面:
工业机器人是什么构成的?
工业机器人为啥能够做到可编程使用?
工业机器人的:精度。重复定位精度。刚性。柔性。协作化都是什么含义?
接下来一个一个说:
一、工业机器人是由什么构成的?
一张我自制的图。来说明一下机器人的结构。
在机器人行业中分为:多关节机器人。平面多关节机器人(也叫scara机器人)。delta机器人(也叫蜘蛛手。或者并联机器人)。还有协作机器人。以及AGV小车。
但是不管是什么类型的机器人。第一点就要了解的是机器人是按照“轴”的数量。轴的并联。串联形式来区分的。
增加一个知识点:为什么要明白轴的数量。轴的串联和并联结构?
我们常说的机器人运动。其实是我们在三维空间中。拟定出一个坐标。这个坐标是以机器人的底座为坐标原点(有的机器人厂商是以机器人零点为坐标原点规划的坐标轴)。
Estun 机器人仿真软件中。进行的基于坐标邢台控制的机器人。右侧的六个不断变化的数字。那就是机器人在运动中。每一个关节旋转角度的变化。
多关节机器人是串联机器人。delta是并联机器人。在进行运动学逆解的时候算法有不同。
所以归纳起来。机器人的组成结构。一定是:
(1)伺服电机+减速机构成各个关节主要的驱动单元。
(2)给机器人供电和进行机器人编程的主要是通过机器人电柜中的控制器。
最后在机器人的整体构成上面。就形成了下面这种核心部件组成结构。
2、为什么工业机器人可以进行编程?
工业机器人有一个东西。叫机器人控制器。这个控制器是什么概念呢?相当于一个CPU。每一个工业机器人都被装上一个操作系统。比如keba的机器人叫kmotion。机器人控制系统相当于我们电脑的Windows系统。这是一个平台的基础。
在平台之上。有控制机器人做各种动作和应用于生产的各种场景软件。叫工艺软件包。也就是我我们常规意义上面理解的APP。或者应用程序。
软件包的开发是机器人厂商自己写好的。使用机器人的企业不能自己写软件包。你只能够在软件包里面进行编辑。就好像你不能更高OFFICE软件。但是你可以在OFFICE中创建自己的文件。
原理就是这么一个原理。
那么常规情况下。大家都是通过什么进行编辑软件的呢?
示教器。或者直接接入电脑进行编程。
机器人示教器
示教器提供手动操作的按键。其实就跟手柄类似的道理。
这上面的各个按键。J1,J2,J3。J4,J5,J6代表的是各个轴。+X代表X轴的正方向。-X代表X轴的方向。其他的类推。
所以手动也是可以控制机器人运动的。只是比较慢而已。一般情况在对机器人进行定位。或者找点的时候都会进行手动的示教。
3、你经常听到。不少人的都在说:
工业机器人精度高。速度快。可以干过个人干的活。柔性化。协作化。
这几个词加起来。基本上行业内都比较迷糊。这几个就是工业机器人的特点。
(1)精度高:
工业机器人的精度。分为绝对精度和重复定位精度(MTBS)
绝对精度。其实就是你给出一个坐标点。这个机器人的末端是否能够确定达到那个坐标。这就是绝对的精度。
重复定位精度在工业机器人的应用中最多。重复定位精度。一般是指机器人在不断地的运动中。是不是能够一直到达目标点。并且10000次重复这个动作。都可以到达这个点。
如果有偏差。这个偏差是多少。那么重复定位精度就是多少。
说白了重复定位精度。就好像运动会上面的折返跑一样。你必须到达指定的点了之后才能够返回。但是运动次数多了。机器人速度快了。这个早点的准确性也会受到影响。这就是重复定位京都的含义。
一般我们说。机器人的重复定位精度但是±0.1mm。或者正负0.01mm(这叫一个丝。0.02叫两个丝)。工业机器人的定位精度都在0.1mm以下。
(2)速度快:
工业机器人速度快。并不是什么稀奇事。毕竟他是机械啊!他不知道疲倦。只要有电就能动。
一般情况一台码垛类机器人可以4s搬运一包大米。也就是说一小时可以搬运800包。
(3)柔性化:
机器人的柔性化大部分人都不是很理解。
其实机器人的柔性化的含义是在应用中体现的。机器人的柔性化是跟专机对比产生的。工业机器人的优势特点就是。他可以跟人一样。现在生产这个产品。下一刻可以生产另外一个产品。
但是数控机床。或者是专机就不行。车铣刨磨机床。生下来就只能完成一个工艺。
所以我们说的柔性化制造。是可快速的切换生产的产品。
有过工业生产经验的朋友都知道。工业品品类很多。就拿手机来说。小米一年至少要出5款手机。你想象一下。如果一款手机就重新更换一批设备。那英华达不要亏死了。
(4)协作化
工业机器人的协作化的意思是说工业机器人同人工配合进行工作。既要安全。有要高效。毕竟有一些工序当前必须要人工来完成。
同时还有工业机器人之间。多台机器人相互协作也是一种特点。
至于我们常说的:焊接机器人。码垛机器人。打磨机器人等等。那都是机器人应用在这些地方。然后被叫做应用的分类。
其他观点:
朋友们好。我是电子及工控技术。我来回答这个问题。真正意义上的工业机器人的出现有半个多世纪了。在这半个多世纪里机器人技术已经有了很大的变化。工业机器人承担了很多的工作。比如可以在加工领域中大显身手。可以让工业机器人干一些“傻、大、粗”的活。像焊接、切割、研磨和抛光都是它的强项;另外在各种装配的活也能干。比如一些“高、大、上”的活。像精密仪器的组装等。由此我们可以总结出一些工业机器人的共有特点。下面与朋友们说说正方面的事情。
工业机器人的共同特点
工业机器人是一种典型的机电一体化产品。我们从技术的角度看它是集机械知识、电子技术知识、工业控制与检测技术以及计算机和人工智能技术等多种先进技术于一体的集成设备。我们按照这个思路就不难理解工业机器人具有以下特点。我把它归纳为具有“三化”的特点。
1、首先是工业机器人具有拟人化的特点
我们说工业机器人具有拟人化是从它的外观说的。从外观上看一般工业机器人的本体都具有类似人的形态。比如有腰部的回转运动、有类似人的大臂和小臂、另外还有与人体相似的手腕和手爪等部件。这些部件都要接受工业机器人的大脑控制。这个大脑我们就称之为“控制器”。它是放在控制柜内部的。同时在机器人身上可以安装各种类型的传感器。比如听觉、视觉和语音等各类传感器这样就可以使它具有和人类似可以对环境有一定的使用能力。
2、其次是工业机器人具有柔性化的特点
说到工业机器人的柔性化我们可以联想到数控机床的柔性制造系统(FMS)。由一个物料运输系统将所有的数控设备连接起来形成的数控制造系统。其设备不但包括切削加工设备。而且还包括电加工、激光加工、热处理、冲压剪切设备以及与之相关的装配和检验设备等。虽然工业机器人没有如此多的加工设备。但是在让工业机器人干活时中可以在工业机器人的末端上安上各种各样的末端执行器。就可能干不同种类的活。这时因为我们只要改变工业机器人所控制的指令。他就会“听从”我们所给它的任务。这也就是我们所说的工业机器人具有柔性化的特点。
3、再次是工业机器人具有通用化的特点
由于工业机器人是具有完整和独立的控制系统。我们这里所说的通用化是指只要改变工业机器人手部的末端操作器就可以干不同种类的活。比如我们给它安上夹具、手爪、焊枪和吸盘等就可以干装配、分拣、焊接等不同的活。从这一点来说它是具有通用化的。
以我们单位的工业机器人多功能制造平台来说。在这个平台上可以完成绘图、码垛、分拣、喷涂、焊接和打磨等不同的任务。这也体现了工业机器人是一个“多面手”的一面。
以上就是我对这个问题的见解。欢迎朋友们参与讨论这个话题。敬请关注电子及工控技术。感谢点赞!
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评论(2)
机器人,工业,技术,精度,真空,加工,洁净,机器,激光,点焊
没想到大家都对有谁知道工业机器人有什么特点么?了解的说下呗?感兴趣,不过这这篇解答确实也是太好了
近年。工业机器人的热度持续升温。在全球工业升级变革中。工业机器人肩负提高工厂自动化程度。提高生产力与生产效率的重担。在工