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機器人技術八大發(fā)展趨勢,你知道嗎?

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應用點焊機器人這種技術可以提高焊接質(zhì)量,因此企業(yè)主甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)。在短距離內(nèi)的運動時間也可大為縮短。國內(nèi)汽車廠家在生產(chǎn)后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤受力安全零件大都是以MIG焊接工藝為主,主要構件采用沖壓焊接,板厚平均為1.5~4mm,焊接主要以搭接、角接接頭形式為主,焊接質(zhì)量要求相當高,其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應用機器人焊接后,大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量,并保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動強度,改善了勞動環(huán)境。   焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分。機器人由機器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備,以弧焊及點焊為例,則由焊接電源,(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機器人還應有傳感系統(tǒng),如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。   目前國際機器人界都在加大科研力度,進行機器人共性技術的研究。從機器人技術發(fā)展趨勢看,焊接機器人和其它工業(yè)機器人一樣,不斷向智能化和多樣化方向發(fā)展。具體而言,機器人的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在如下幾個方面:   1、機器人操作機構   通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設計等現(xiàn)代設計方法的運用,實現(xiàn)機器人操作機構的優(yōu)化設計。探索新的高強度輕質(zhì)材料,進一步提高負載/自重比。例如,以德國KUKA公司為代表的機器人公司,已將機器人并聯(lián)平行四邊形結構改為開鏈結構,拓展了機器人的工作范圍,加之輕質(zhì)鋁合金材料的應用,大大提高了機器人的性能。此外采用先進的RV減速器及交流伺服電機,使機器人操作機幾乎成為免維護系統(tǒng)。   機構向著模塊化、可重構方向發(fā)展。例如,關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化;由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機;國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。機器人的結構更加靈巧,控制系統(tǒng)愈來愈小,二者正朝著一體化方向發(fā)展。采用并聯(lián)機構,利用機器人技術,實現(xiàn)高精度測量及加工,這是機器人技術向數(shù)控技術的拓展,為將來實現(xiàn)機器人和數(shù)控技術一體化奠定了基礎。意大利COMAU公司,日本FANUC等公司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品。   2、機器人控制系統(tǒng)   重點研究開放式,模塊化控制系統(tǒng)。向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展,便于標準化、網(wǎng)絡化;器件集成度提高,控制柜日見小巧,且采用模塊化結構;大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性??刂葡到y(tǒng)的性能進一步提高,已由過去控制標準的6軸機器人發(fā)展到現(xiàn)在能夠控制21軸甚至27軸,并且實現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制。人機界面更加友好,語言、圖形編程界面正在研制之中。機器人控制器的標準化和網(wǎng)絡化,以及基于PC機網(wǎng)絡式控制器已成為研究熱點。編程技術除進一步提高在線編程的可操作性之外,離線編程的實用化將成為研究重點,在某些領域的離線編程已實現(xiàn)實用化。   3、機器人傳感技術   機器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機器人還應用了激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器,并實現(xiàn)了焊縫自動跟蹤和自動化生產(chǎn)線上物體的自動定位以及精密裝配作業(yè)等,大大提高了機器人的作業(yè)性能和對環(huán)境的適應性。遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制。為進一步提高機器人的智能和適應性,多種傳感器的使用是其問題解決的關鍵。其研究熱點在于有效可行的多傳感器融合算法,特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。另一問題就是傳感系統(tǒng)的實用化。   4、網(wǎng)絡通信功能   日本YASKAWA和德國KUKA公司的最新機器人控制器已實現(xiàn)了與Canbus、Profibus總線及一些網(wǎng)絡的聯(lián)接,使機器人由過去的獨立應用向網(wǎng)絡化應用邁進了一大步,也使機器人由過去的專用設備向標準化設備發(fā)展。   5、機器人遙控和監(jiān)控技術   在一些諸如核輻射、深水、有毒等高危險環(huán)境中進行焊接或其它作業(yè),需要有遙控的機器人代替人去工作。當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng),而是致力于操作者與機器人的人機交互控制,即遙控加局部自主系統(tǒng)構成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng),使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的索杰納機器人就是這種系統(tǒng)成功應用的最著名實例。多機器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制,可通過網(wǎng)絡建立大范圍內(nèi)的機器人遙控系統(tǒng),在有時延的情況下,建立預先顯示進行遙控等。   6、虛擬現(xiàn)實技術   虛擬現(xiàn)實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制,如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人?;诙鄠鞲衅鳌⒍嗝襟w和虛擬現(xiàn)實以及臨場感技術,實現(xiàn)機器人的虛擬遙操作和人機交互。   7、機器人性能價格比   機器人性能不斷提高,而單機價格不斷下降。由于微電子技術的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應用,使機器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高。過去機器人系統(tǒng)的可靠性MTBF一般為幾千小時,而現(xiàn)在已達到5萬小時,可以滿足任何場合的需求。   8、多智能體調(diào)控技術   這是目前機器人研究的一個嶄新領域。主要對多智能體的群體體系結構、相互間的通信與磋商機理,感知與學習方法,建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進行研究。

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