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應(yīng)用設(shè)計

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淺析2016年工業(yè)機器人的類型及機器人軟件發(fā)展趨勢

淺析2016年工業(yè)機器人的類型及機器人軟件發(fā)展趨勢

2016/6/12 10:16:08

                                       

  國際機器人聯(lián)盟(IFR)日前發(fā)布的一份報告顯示,2016年全球工業(yè)機器人本體銷量將達19.2萬臺。據(jù)悉,全球機器人貿(mào)易市場規(guī)模已達95億美元,如包括相關(guān)軟件、外圍設(shè)備和系統(tǒng)工程在內(nèi),該市場規(guī)模則高達290億美元。

  機器人應(yīng)用正在擴展到越來越多的行業(yè),包括3D打印、農(nóng)業(yè)、裝配、建筑、電子、物流和倉儲、生產(chǎn)制造、醫(yī)藥、采礦以及運輸?shù)群芏嗥渌袠I(yè)都能看到機器人的身影。讓機器人得以快速推廣的原因之一是,在某個行業(yè)中的機器人設(shè)計革新以及終端執(zhí)行器方面的應(yīng)用經(jīng)驗,能夠很容易被其它行業(yè)采用。

  現(xiàn)在有很多機器人競賽,可以激發(fā)各個年齡段工程人員的靈感,從而促進機器人在教育、娛樂、服務(wù)功能和技術(shù)方面不斷進步。在將機器人用于消防滅火、搜索和營救、危險區(qū)域的災(zāi)難預(yù)防(比如在人力無法到達的危險區(qū)域巡防并關(guān)閉閥門)等方面,已經(jīng)投入大量的工作。

  在生產(chǎn)制造行業(yè),安全和防范意識的提升,以及對于重復(fù)性勞動帶來的傷害的重視,都成為工業(yè)機器人大行其道的助推力。

  機器人控制器變得越來越小,也不再那么封閉;甚至連可編程邏輯控制器(PLC)、可編程自動化控制器(PAC)、工業(yè)PC(IPC)、PC、嵌入式控制器以及來自于非機器人生產(chǎn)制造商的運動控制器都能控制機器人。

  機器人軟件的10個發(fā)展趨勢

  網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使得不同廠商的機器人和系統(tǒng)之間的通訊與協(xié)作更加容易,正逐步向智能工廠、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、工業(yè)4.0框架推進。以下10種方式,可以使機器人軟件和機器人編程變得更容易:

  1.人工智能的應(yīng)用,使得歷史行為或下載的歷史數(shù)據(jù),可以幫助機器人更快的適應(yīng)新的工況。

  2.越來越多的網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)定,被集成到機器人內(nèi)部或周邊,這樣可以確保不會引入惡意代碼或者防止未經(jīng)授權(quán)的遠程控制。

  3.代表特定機器人運動的功能塊,可以由軟件供應(yīng)商提供,并由最終用戶、原始設(shè)備制造商、機器安裝人員或系統(tǒng)集成商做進一步擴展。

  4.交互式感知輸入和指令,可以來自終端執(zhí)行器(工具或操作器)、傳感器和其它設(shè)備與系統(tǒng)。機器視覺或射頻識別芯片嵌入到工具中,可以增加自動化操作、預(yù)防差錯、提高質(zhì)量,同時還具有感知和補償工具磨損的能力。

  5.開源程序,使得軟件可以在由不同廠家生產(chǎn)的機器人上使用。

  6.Move-to-teach功能,使得某些機器人在引導(dǎo)下沿著特定線路前進,并在行進線路上學(xué)習(xí)。在行進的過程中,機器人可能會詢問什么時間或A到C路徑是否可接受,而不是機械地選擇從A到B再到C。

  7.利用仿真軟件,在軟件中模擬機器人及其環(huán)境,可以在真正實施或采購前,對終端執(zhí)行器、多個機器人或機器的組合、安全部件、任務(wù)、驗證設(shè)計以及運行,進行完整的測試;

  8.從設(shè)計到運行,都可以以一種統(tǒng)一的流程,利用通用編程軟件導(dǎo)入或使用機器人運動學(xué)規(guī)則。

  9.無線示教器,比有線的人機接口提供更多的移動性能。某些機器人軟件可用于商業(yè)筆記本電腦。

  10.不需要寫代碼,根據(jù)流程圖的下拉菜單、填寫框以及提示信息,通過向?qū)б徊揭徊絹碇笇?dǎo)機器人使用者,通過簡單的編程就可完成設(shè)置。

                                                             

  工業(yè)機器人如何選型?

  工業(yè)機器人之間差別很大,可能包含的元件也不止一種。一個關(guān)節(jié)式機器人可以和龍門集成在一起,也可以和移動機器人結(jié)合在一起。本文為您介紹9種類型的工業(yè)機器人,通過比較不同類型機器人的功能區(qū)別,您可以根據(jù)不同的應(yīng)用選擇最適合的機器人。

  關(guān)節(jié)型機器人,由可旋轉(zhuǎn)的肩膀、臂圍、前臂和手腕組成。它們可以精確的放置小物件,還可以用于打包、碼垛。

  直角坐標(biāo)機器人,至少具有三軸線性控制,經(jīng)組態(tài)后可用于重型操作(移動汽車本體)或精確操作(具體的表面設(shè)計)。

  協(xié)作機器人,設(shè)計時配置了受力傳感器或安全轉(zhuǎn)速和力矩功能,這樣可根據(jù)使用情況的不同進行調(diào)整,例如可工作在靠近人的區(qū)域而無需安全護罩。到目前為止,都采用有關(guān)節(jié)的機器人設(shè)計。傳感器被用于傳統(tǒng)的機器人,為轉(zhuǎn)速或受力設(shè)置限值,這樣當(dāng)人靠近的時候,可以為其提供保護功能。技術(shù)的發(fā)展速度,要快于機器人安全測試和安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。某些機器人可以使用兩個手臂的配置,因為這樣就可以利用類人的某些特性,從而可以更好的適應(yīng)現(xiàn)有過程,而不需要為傳統(tǒng)機器人重新設(shè)計工藝。

  Delta機器人,是高速平行四邊形機器人,可以實現(xiàn)頂部裝載和橫向進給,主要用于包裝、制藥、裝配和潔凈室使用。

  無人機,很多時候是遠程控制的(所以不是真正的機器人),正逐步被應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用,比如,在危險區(qū)域、崎嶇的地形、水下以及太空等地進行安全檢查、監(jiān)視和科學(xué)探險等工作。自主功能使這些移動機器人可以按照需求發(fā)回報告或者需求指令。

  龍門機器人,之所以被這么稱呼,是因為需要安裝一條直線導(dǎo)軌,通過位于頂部水平方向的移動來進入較大的工作區(qū)域。它可以為其它類型的機器人,比如安裝在龍門機器人框架上的有關(guān)節(jié)機器人,來提供另外1軸或2軸的運動和移動性。用途包括抓取和放置、組裝、設(shè)備管理以及其它功能。同樣的理念,可以應(yīng)用于垂直、環(huán)形(圓柱形)、或者極面(球形)布置。

  移動機器人,正在快速發(fā)展,因為傳感器和導(dǎo)航技術(shù)、再加上先進算法(編程),已經(jīng)大大提升了速度和靈活性,也許還可以集成其它的運動功能,以及自動導(dǎo)航技術(shù)??捎糜诓牧线\輸、倉儲、訂單執(zhí)行、服務(wù)以及設(shè)備維護。

  平行四邊形機器人,由三個平行四邊形以及由伺服馬達或線性執(zhí)行器驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)杠桿組成。它們經(jīng)常被用于抓取和放置產(chǎn)品。

  scara機器人,其手臂在Z軸方向為剛性,在X-Y軸方向可以自由移動,經(jīng)常執(zhí)行組裝操作。SCARA機器人比直角坐標(biāo)機器人更快,而且體積較小,但是費用比較高。

          

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王靜
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