什么是工业机器人,它有什么特点?

工业机器人就是利用现代的电子科技和机械手脚关节制造出来的一种可以模仿人体动作,来从事一一些特殊危险场所工作的智能机器人。工业机器人是机器人应用中的一个分枝,与机器人一样,是一种可反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作工具。为了执行不同的任务而具有可改变可遍程序的动作的专门系统。

工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中;已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。我国正处于加快转型升级的重要时期,以工业机器人为主体的机器人产业,正是破解我国产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择;已经在上海、徐州、常州、昆山、哈尔滨、天津、重庆、唐山和青岛等地均已经着手开建机器人产业园区。

工业机器人发展历程

20世纪50年代末,工业机器人最早开始投入使用。约瑟夫·恩格尔贝格(Joseph F.Englberger)利用伺服系统的相关灵感,与乔治·德沃尔(GeorgeDevol)共同开发了一台工业机器人——“尤尼梅特”(Unimate),率先于1961年在通用汽车的生产车间里开始使用。

20世纪70年代末,由美国Unimation公司推出的PUMA系列机器人,为多关节、多CPU二级计算机控制,全电动,有专用VAL语言和视觉、力觉传感器,这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。

20世纪80年代,机器人进入了普及期,随着制造业的发展,使工业机器人在发达国家走向普及,并向高速、高精度、轻量化、成套系列化和智能化发展,以满足多品种、少批量的需要。

到了20世纪90年代,随着计算机技术、智能技术的进步和发展,第二代具有一定感觉功能的机器人已经实用化并开始推广,具有视觉、触觉、高灵巧手指、能行走的第三代智能机器人相继出现并开始走向应用。

工业机器人的组成

工业机器人由三大部分六个子系统组成。

三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。

六个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。

工业机器人的应用

1、在码垛方面的应用

在各类工厂的码垛方面,自动化极高的机器人被广泛应用,人工码垛工作强度大,耗费人力,员工不仅需要承受巨大的压力,而且工作效率低。搬运机器人能够根据搬运物件的特点,以及搬运物件所归类的地方,在保持其形状的和物件的性质不变的基础上,进行高效的分类搬运,使得装箱设备每小时能够完成数百块的码垛任务。在生产线上下料、集装箱的搬运等方面发挥及其重要的作用。

2、在焊接方面的应用

焊接机器人主要承担焊接工作,不同的工业类型有着不同的工业需求,所以常见的焊接机器人有点焊机器人、弧焊机器人、激光机器人等。汽车制造行业是焊接机器人应用最广泛的行业,在焊接难度、焊接数量、焊接质量等方面就有着人工焊接无法比拟的优势。

3、在装配方面的应用

在工业生产中,零件的装配是一件工程量极大的工作,需要大量的劳动力,曾经的人力装配因为出错率高,效率低而逐渐被工业机器人代替。装配机器人的研发,结合了多种技术,包括通讯技术、自动控制、光学原理、微电子技术等。研发人员根据装配流程,编写合适的程序,应用于具体的装配工作。装配机器人的最大特点,就是安装精度高、灵活性大、耐用程度高。因为装配工作复杂精细,所以我们选用装配机器人来进行电子零件,汽车精细部件的安装。

4、在检测方面的应用

机器人具有多维度的附加功能。它能够代替工作人员在特殊岗位上的工作,比如在高危领域如核污染区域、有毒区域、核污染区域、高危未知区域进行探测。还有人类无法具体到达的地方,如病人患病部位的探测、工业瑕疵的探测、在地震救灾现场的生命探测等均有建树。

工业机器人的特点

1、可编程

生产自动化的进一步发展是柔性启动化,工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

2、拟人化

工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑,此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等,传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

3、通用性

除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性,比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。

4、工业机器技术涉及的学科相当广泛,归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术,第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关,因此,机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。

工业机器人发展趋势

1、人机协作

随着机器人从与人保持距离作业向与人自然交互并协同作业方面发展。拖动示教、人工教学技术的成熟,使得编程更简单易用,降低了对操作人员的专业要求,熟练技工的工艺经验更容易传递。

2、自主化

目前机器人从预编程、示教再现控制、直接控制、遥操作等被操纵作业模式向自主学习、自主作业方向发展。智能化机器人可根据工况或环境需求,自动设定和优化轨迹路径、自动避开奇异点、进行干涉与碰撞的预判并避障等。

3、智能化、信息化、网络化

越来越多的3D视觉、力传感器会使用到机器人上,机器人将会变得越来越智能化。随着传感与识别系统、人工智能等技术进步,机器人从被单向控制向自己存储、自己应用数据方向发展,逐渐信息化。随着多机器人协同、控制、通信等技术进步,机器人从独立个体向相互联网、协同合作方向发展。