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揚州市昂立電氣有限公司
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工業機器人國內外發展概況
2014-11-3 閱讀(1957)
工業機器人是一種程序可編，并且具有獨立控制系統，抓放工件或操縱工具的自動化機械裝置，是典型的機電一體化高科技產品。它在提高生產自動化水平、勞動生 產率和經濟效益，保證產品質量，改善勞動條件等方面的作用日益顯著，工業機器人代替人力勞動已成為必然趨勢。一般來講，機器人根據結構形式不同可分為2大 類:一是串聯機器人，二是并聯機器人。串聯機器人因具有結構簡單、工作范圍(負荷及幾何空間)大、占用空間小等優點，而獲得廣泛應用;并聯機器人由于具有 動作頻率快、定位精度高、剛度高等優點，也越來越受到人們的關注。
國內外發展概況
目前工業機器人有以下幾個發展趨勢:
①機械結構向模塊化、可重構化發展;②控制系統向基于PC機的開放型控制器方向發展;③多傳感器融合配置技術;④數字伺服驅動技術;⑤視覺技術;⑥網絡化技術等。
從間比較來看，西歐與美國的地位大致相同，日本在應用方面處于相對地位。目前不少國家都有自己的工業機器人標準和系列化產品，具有代表性的公司包括瑞典ABB、德國KUKA、日本FANUC以及意大利COMAU等。
在串聯機器人方面，搬運機器人已廣泛應用于汽車零部件制造、汽車生產組裝、機械加工、電子電氣、橡膠及塑料、木材與家具制造等行業中。同時也應用在醫藥、食品、飲料、化工等行業的輸送、包裝、裝箱、搬運、碼垛等工序。
搬運機器人的軸數一般為6軸和4軸，以ABB公司產品為例，圖1為6軸IRB7600機器人，圖2為4軸IRB660機器人。
圖1 IRB7600機器人
圖2 IRB660機器人
其中6軸機器人主要用于各行業的重物搬運作業，尤其是重型夾具、車身的轉動、發動機的起吊等;4軸機器人由于軸數少，運動軌跡近于直線，所以速度明顯提高，特別適合高速包裝、碼垛等工序。
除了以上所述結構外，還有一種名為SCARA的機器人，該機器人具有4個軸，可用于高速輕載的工作場合。其結構如圖3所示。
圖3 SCARA機器人
高速并聯機器人一般以2～4個自由度居多，其中以Delta機械手為代表。1987年，瑞士Demaurex公司首先購買了Delta機構的權并將其產業化，先后開發了Pack-Placer、Line-Placer、Top-placer和Presto等系列產品，主要用于巧克力、餅干、面包等食品的 包裝。1999年，ABB公司推出了圖4所示4自由度IRB340FlexPickerDelta機器人，并配置了Cognex公司的計算機視覺系統，用 于食品、醫藥和電子行業。該機器人末端加速度可達10g，每分鐘可完成150次抓取操作。目前ABB公司產品加速度可達15g，每分鐘抓取次數可達 180次。
圖4 FlexPicker機器人
在國內，工業機器人從80年代“七五”科技攻關開始起步，目前已開發出弧焊、 點焊、搬運等機器人，但是從事機器人研發和應用工程的單位相對較少，工業機器人的擁有量遠遠不能滿足需求，大量依靠國外引進。在串聯機器人方面，沈陽新松、上海昱莊等公司先后開發了用于搬運和碼垛的串聯機器人，但綜合性能和技術成熟度與國外產品尚存在一定差距。在高速并聯機器人方面，天津大學于 2001年在國內開展關鍵技術研究與工程應用工作。于2002年發明了一種稱為Diamond的二平動自由度高速并聯機器人，獲得多項，如圖5所 示。
圖5 2-DOF并聯機器人
此后，天津大學又發明了一種類Delta機構機器人Delta-S，其結構如圖6所示，并在醫藥和飲料包裝中進行了應用。
圖6 Delta-S并聯機器人
前景與展望
我國各行業自動化生產線對搬運機器人需求旺盛，有明確的依托工程，市場風險小。工業機器人作為裝備制造業的基礎部件，國家長期關注，政策風險小。在完成各類規格串并聯機器人開發基礎上，我們將繼續加大對機器人基礎研究的投入，積極尋找和開拓新的應用領域，在獲得更多自主知識產權的同時，使機器人系列化、標準化，進而實現產業化。發揮自主研發較國外進口產品成本低、維護方便等優點，把示范線的成功經驗推廣到其它各行業中，為國產機器人產品在國內乃至市場占有一席之地探索出一條成功之路。
