工业机器人是集机器、电子、节制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进手艺于一体的当代制作业主要的主动化设备。自打1962年美国研制出世界上第一台 工业机器人以来,机器人手艺及其产物进展很快,已成为柔性制作体系(FMS)、主动化工厂(FA)、计算机集成制作体系(CIMS)的主动化东西。
普遍接纳工业机器人,没有仅可进步产物的质量取产量,并且对保障人身安全,改良劳动环境,减轻劳动强度,进步劳动出产率,节省原材料消费和低落出产成本, 拥有十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的普遍应用正在日趋改变着人类的出产和生活方式。
一、工业机器人技能现状及国内外生长的趋向
工业机器人是最典范的电机一体化数字化设备,手艺附加值很高,运用局限很广,作为进步前辈制造业的支持手艺和信息化社会的新兴工业,将对将来出产和社会发展起 着越来越重要的作用。外洋专家展望,机器人工业是继汽车、计算机以后泛起的一种新的大型高手艺工业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联 合会(IFR)的统计,天下机器人市场前景看好,由20世纪下半叶起,天下机器人工业一向保持着稳步增长的优秀势头。进入20世纪90年代,机器人产物发 展速度放慢,年增长率平均在10%摆布。2004年增长率到达创记录的20%。个中,亚洲机器人增长幅度最为突出,高达43%。
外洋机器人范畴生长近几年有如下一些趋向:
1、工业机器人性能不休提高(高速度、高精度、高可*性、便于操作和维修),而单机价钱不休下落,均匀单机价钱由91年的10.3万美元降至97年的6.5万美元。
2、机器构造向模块化、可重构化进展。比方枢纽模块中的伺服机电、减速机、检验体系三位一体化;由枢纽模块、连杆模块用重组体式格局机关机器人整机;外洋已经有模块化装配机器人产物问市。
3、工业机器人控制体系向基于PC机的开放型控制器标的目的生长,便于标准化、网络化;器件集成度进步,控制柜日见玲珑,且接纳模块化布局;大大增加了体系的可*性、易操作性和可维修性。
4、机械人中的传感器作用日趋主要,除采纳传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机械人还运用了视觉、力觉等传感器,而遥控机械人则采纳视觉、 声觉、力觉、触觉等多传感器的交融手艺来开展环境建模及决策控制;多传感器交融设置手艺正在产品化体系中已经有成熟运用。
5、虚拟现实手艺正在机械人中的作用已从仿真、预演发展到适用于历程操纵,如使遥控机械人操作者发生置身于远端功课环境中的感到来支配机械人。
我国的工业机械人由80年代“七五”科技攻关开端起步,正在国度的支持下,经过“七五”、“八五”科技攻关,现阶段已根基把握了机械人操纵机的设计制作手艺、 控制体系硬件和软件设计手艺、运动学和轨迹计划手艺,出产了局部机械人环节元器件,开收回喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机械人;其中有130多台套喷漆 机械人正在二十余家企业的近30条主动喷漆出产线(站)上取得范围运用,弧焊机械人已运用正在汽车制作厂的焊装线上。但总的来看,我国的工业机械人手艺及其工 程运用的水平宁外洋比还有必然的间隔,如:可*性低于外洋产物;机械人运用工程起步较晚,运用领域窄,出产线体系手艺取外洋比有差异;正在运用范围上,我国 已安装的国产工业机械人约200台,约占环球已安装台数的万分之四。以上缘故原由主如果没有构成机械人家产,当前我国的机械人出产全是运用户的规定,“一客 户,一次由新设计”,种类规格多、批量小、零部件通用化水平低、供货周期长、本钱还不低,并且质量、可*性不稳定。是以迫切需要处理家产化前期的环节技 术,对产物开展全面计划,搞好系列化、通用化、模化设计,主动推动家产化历程。
两、工业机器人的应用领域日渐普遍
经由四十很多年的生长,工业机器人已正在越来越多的行业得到了运用。正在制功课中,尤其是正在汽车产业中,工业机器人得到了遍及的运用。如正在毛坯制作(冲压、压 铸、铸造等)、机器加工、焊接、热处理、外观涂覆、上下料、装配、检验及堆栈堆垛等功课中,机器人都已慢慢庖代了人工功课。
伴随着工业机器人向更深更广标的目的的生长和机器人智能化程度的进步,机器人的利用范周还正在持续地扩大,已从汽车制作业推行到其他制作业,进而推行到诸如采矿 机器人、建筑业机器人和水电系统维护维修机器人等种种非制作行业。另外,正在国防军事、医疗卫生、生活办事等范畴机器人的利用还越来越多,如无人侦察机 (飞行器)、戒备机器人、医疗机器人、家政办事机器人等均有利用实例。机器人正正在为进步人类的生活质量阐扬着主要的作用。
三、国内外重要的工业机器人出产厂商
正在国外,工业机器人技能日趋成熟,已经成为一种尺度设备被工业界广泛应用。进而,接踵形成了一批具有影响力的、有名的工业机器人公司,它们包含:瑞典的 abb Robotics,日本的fanuc、Yaskawa,德国的kuka Roboter,美国的Adept Technology、American Robot、Emerson Industrial Automation、S-T Robotics,意大利comau,英国的AutoTech Robotics,加拿大的Jcd International Robotics,以色列的Robogroup Tek公司,这一些公司已经成为其所正在地域的支柱性工业。正在中国,工业机器人工业方才起步,但增加的势头异常微弱。如中国科学院沈阳自动化所投资组建的新松 机器人公司,年利润增加正在40%摆布。
四、工业机器人的发展趋向
工业机械人正在很多出产领域的利用实践证明,它正在进步出产自动化程度,进步劳动出产率和产品质量和经济效益,改良工人劳动条件等方面,拥有令世人瞩目标作 用,引起了世界各地和社会各层人士的遍及存眷。正在新的世纪,机械人工业势必获得越发快速的开展和越发遍及的利用。
1、工业机器人的技能发展趋向
由近几年天下机器人推出的产物来看,工业机器人技能正在向智能化、模块化和体系化的标的目的开展,其开展趋势主要为:布局的模块化和可重构化;操纵技能的开放 化、PC化和网络化;伺服驱动技能的数字化和分散化;多传感器融会技能的实用化;事情环境设计的优化和功课的柔性化和体系的网络化和智能化等方面。
2、工业机器人的工业发展趋向
据UNECE/IFR展望,至2007年,环球新安装装机器人的数目将从2003年的81800套增至2007年的106000套,年均匀增加7%。其 中,日本2003-2007年工业机器人的贩卖将从2003年的31600增加至2007年的41000套;欧洲2003-2007年工业机器人将从 2003年的27100套增加至2007年的34000套;北美2003-2007年工业机器人市场每一年均匀增加5.8%,至2007年将增加到 16000套。
五、工业机器人家当开展形式的商量
纵观世界各地正在进步工业机器人家产进程,可归纳为三种差别的进步形式,即日本形式、欧洲形式和美国形式:
1、日本形式
此种形式的特点是:各司其职,分层面完成交钥匙工程。即机械人制作厂商以开辟新型机械人和批量生产优质产品为主要方针,并由其子公司或社会上的工程公司来设计制作各行业所须要的机械人成套体系,并完成交钥匙工程;
2、欧洲形式
此种形式的特点是:一揽子交钥匙工程。即机器人的出产和用户所须要的体系设计制作,全数由机器人制作厂商本身完成;
3、美国形式
此种形式的特点是:采购取成套设计相结合。美国中国基本上没有出产平凡的工业机器人,企业需求时机器人一般由工程公司进口,再自行设计、制作配套的外围设备,完成交钥匙工程。
我国从上世纪80年代开端正在高校和科研单位全面展开工业机械人的研讨,近20年来获得很多的科研成果。然则因为没有和企业有机地展开团结,至今仍未构成具 有危害力的产物和有范围的家当。目前中国除一家以组装为主的中日合伙的机械人公司外,具有自主知识产权的工业机械人尚停留正在高校或科研单位组织的零散生 产,未能构成天气。近10年来,进口机械人的价钱大幅度下降,对我国工业机械人的成长造成了肯定的危害,特别是我国自行制作的一般工业机械人正在价钱上基础 没法取之竞争。特别是我国正在研制机械人的早期,没有同步成长相应的零部件家当,使得中国企业正在出产的机械人过程中,只会依靠配套进口的零部件,更减弱了我 国企业的价钱竞争力。
中国的机器人家当应走什么途径,若何成立本人的开展形式,的确值得讨论。中国工程院正在2003年12月完成并公开的《我国制造业焊接出产近况取开展战略研究总结报告》中以为,我国应从“美国形式”着手,正在条件成熟后渐渐向“日本形式”接近。
六、机械人在我国的远景
应当说中国事最须要又最不须要机械人的国度。中国人口众多,劳动力资源丰富且便宜,从这一层面说用一个贵而粗笨的机械人还不如雇一个人来的自制,可是我国 要做天下强国就必需用起码的资源作更多的事,我们的企业必需尽量的采纳高新技术来更高服从的出产,以高竞争力取胜,这就须要良多的机械人,人是没有机械 人那样的切确率,准确度和高服从的。可能会有些人赋闲,但制造的就业机会更多,社会所得的长处会更多。我信任正在不久未来,机械人家当会好像汽车一样成为国度 的经济支柱家当,美国事“汽车上的国度”,中国能够成为“站正在机械人肩膀上的国度”。
七、机器人成长的期望取艰巨
机器人技能是高技能的主要组成部分,其产业化的历程正在我国方才起步,虽然取得了必定的成果,但仍然存正在许多坚苦和缺乏,是以更须要多方面的体贴和撑持。
国度政策支撑,是加快高新技术工业化的主要条件。根据我国当局有关部门应组织力气举行充分地调查研讨,正在此基础上,订定切实可行的推行、使用机械人和增进 机械人研讨开辟的倾斜政策。如果正在税收、投资和存款方应对机械人工业执行搀扶政策。日本当局经过订定政策,接纳一系列办法鼓动勉励企业使用机械人,为日本机械人 正在中国开拓市场的经历值得我们鉴戒。别的,对机械人用户,能够斟酌赐与肯定的资金补助,以鼓动勉励采办.为了防止危险卑劣的工作环境致使的工伤事故和职业病, 掩护工人的身心宁静,对一些特别工种,如喷涂,锻造等经过劳动法强迫采取工业机械人来取代.那样能够大大增长工业机械人的需求数目。
我国的机器人产业化必须由市场来拉动。机器人作为高技术,它的进展取社会的出产、经济状况密切关系。机器人的研制、开辟只有从技术上实现概率大为标准挑选机器人优先利用的范畴,并以此为突破口,向其他范畴渗入、分散至为主要。
我国机械的应用人要顺遂走上市场,实现产业化,照旧需求各方面的共同努力。