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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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淺析2016年工業(yè)機(jī)器人的類型及機(jī)器人軟件發(fā)展趨勢(shì)

淺析2016年工業(yè)機(jī)器人的類型及機(jī)器人軟件發(fā)展趨勢(shì)

2016/6/12 10:16:08

                                       

  國際機(jī)器人聯(lián)盟(IFR)日前發(fā)布的一份報(bào)告顯示,2016年全球工業(yè)機(jī)器人本體銷量將達(dá)19.2萬臺(tái)。據(jù)悉,全球機(jī)器人貿(mào)易市場規(guī)模已達(dá)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(dá)290億美元。

  機(jī)器人應(yīng)用正在擴(kuò)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(chǔ)、生產(chǎn)制造、醫(yī)藥、采礦以及運(yùn)輸?shù)群芏嗥渌袠I(yè)都能看到機(jī)器人的身影。讓機(jī)器人得以快速推廣的原因之一是,在某個(gè)行業(yè)中的機(jī)器人設(shè)計(jì)革新以及終端執(zhí)行器方面的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),能夠很容易被其它行業(yè)采用。

  現(xiàn)在有很多機(jī)器人競賽,可以激發(fā)各個(gè)年齡段工程人員的靈感,從而促進(jìn)機(jī)器人在教育、娛樂、服務(wù)功能和技術(shù)方面不斷進(jìn)步。在將機(jī)器人用于消防滅火、搜索和營救、危險(xiǎn)區(qū)域的災(zāi)難預(yù)防(比如在人力無法到達(dá)的危險(xiǎn)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(shí)的提升,以及對(duì)于重復(fù)性勞動(dòng)帶來的傷害的重視,都成為工業(yè)機(jī)器人大行其道的助推力。

  機(jī)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(dòng)化控制器(PAC)、工業(yè)PC(IPC)、PC、嵌入式控制器以及來自于非機(jī)器人生產(chǎn)制造商的運(yùn)動(dòng)控制器都能控制機(jī)器人。

  機(jī)器人軟件的10個(gè)發(fā)展趨勢(shì)

  網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使得不同廠商的機(jī)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(jìn)。以下10種方式,可以使機(jī)器人軟件和機(jī)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(jī)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(jī)器人內(nèi)部或周邊,這樣可以確保不會(huì)引入惡意代碼或者防止未經(jīng)授權(quán)的遠(yuǎn)程控制。

  3.代表特定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)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(jī)器安裝人員或系統(tǒng)集成商做進(jìn)一步擴(kuò)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(jī)器視覺或射頻識(shí)別芯片嵌入到工具中,可以增加自動(dòng)化操作、預(yù)防差錯(cuò)、提高質(zhì)量,同時(shí)還具有感知和補(bǔ)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(jī)器人上使用。

  6.Move-to-teach功能,使得某些機(jī)器人在引導(dǎo)下沿著特定線路前進(jìn),并在行進(jìn)線路上學(xué)習(xí)。在行進(jìn)的過程中,機(jī)器人可能會(huì)詢問什么時(shí)間或A到C路徑是否可接受,而不是機(jī)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(jī)器人及其環(huán)境,可以在真正實(shí)施或采購前,對(duì)終端執(zhí)行器、多個(gè)機(jī)器人或機(jī)器的組合、安全部件、任務(wù)、驗(yàn)證設(shè)計(jì)以及運(yùn)行,進(jìn)行完整的測試;

  8.從設(shè)計(jì)到運(yùn)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(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)則。

  9.無線示教器,比有線的人機(jī)接口提供更多的移動(dòng)性能。某些機(jī)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(jī)器人使用者,通過簡單的編程就可完成設(shè)置。

                                                             

  工業(yè)機(jī)器人如何選型?

  工業(yè)機(jī)器人之間差別很大,可能包含的元件也不止一種。一個(gè)關(guān)節(jié)式機(jī)器人可以和龍門集成在一起,也可以和移動(dòng)機(jī)器人結(jié)合在一起。本文為您介紹9種類型的工業(yè)機(jī)器人,通過比較不同類型機(jī)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(jī)器人。

  關(guān)節(jié)型機(jī)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(jī)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(dòng)汽車本體)或精確操作(具體的表面設(shè)計(jì))。

  協(xié)作機(jī)器人,設(shè)計(jì)時(shí)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(jìn)行調(diào)整,例如可工作在靠近人的區(qū)域而無需安全護(hù)罩。到目前為止,都采用有關(guān)節(jié)的機(jī)器人設(shè)計(jì)。傳感器被用于傳統(tǒng)的機(jī)器人,為轉(zhuǎn)速或受力設(shè)置限值,這樣當(dāng)人靠近的時(shí)候,可以為其提供保護(hù)功能。技術(shù)的發(fā)展速度,要快于機(jī)器人安全測試和安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。某些機(jī)器人可以使用兩個(gè)手臂的配置,因?yàn)檫@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(jī)器人重新設(shè)計(jì)工藝。

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

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

  龍門機(jī)器人,之所以被這么稱呼,是因?yàn)樾枰惭b一條直線導(dǎo)軌,通過位于頂部水平方向的移動(dòng)來進(jìn)入較大的工作區(qū)域。它可以為其它類型的機(jī)器人,比如安裝在龍門機(jī)器人框架上的有關(guān)節(jié)機(jī)器人,來提供另外1軸或2軸的運(yùn)動(dòng)和移動(dòng)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(dòng)機(jī)器人,正在快速發(fā)展,因?yàn)閭鞲衅骱蛯?dǎo)航技術(shù)、再加上先進(jìn)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(yùn)動(dòng)功能,以及自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)??捎糜诓牧线\(yùn)輸、倉儲(chǔ)、訂單執(zhí)行、服務(wù)以及設(shè)備維護(hù)。

  平行四邊形機(jī)器人,由三個(gè)平行四邊形以及由伺服馬達(dá)或線性執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)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(jī)器人,其手臂在Z軸方向?yàn)閯傂?,在X-Y軸方向可以自由移動(dòng),經(jīng)常執(zhí)行組裝操作。SCARA機(jī)器人比直角坐標(biāo)機(jī)器人更快,而且體積較小,但是費(fèi)用比較高。

          

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王靜
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