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工业机器人的发展趋势

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工业机器人的发展趋势

发布日期:2018-01-04 00:00 来源:http://www.liyangrobot.com 点击:

    工业机器人的发展趋势


   工业机器人在许多生产领域的使用实践证明,它在提高生产自动化水平,提高劳动生产率和产品质量以及经济效益,改善工人劳动条件等方面,有着令世人瞩目的作用,引起了世界各国和社会各层人士的广泛关注。

    1、国外发展趋势

日本将机器人列为战略产业,韩国将机器人作为“增长发动产业”,各发达国家政府通过制定政策,采取一系列措施鼓励企业应用机器人,设立科研基金鼓励机器人的研发设计,从政策上、资金上给予大力支持,工业机器人的应用和研究走在世界的前列。世界工业机器人市场普遍看好,各国都在期待机器人的应用研究有技术上的突破。从近几年世界机器人推出的产品来看,工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向发展,其发展趋势主要为:结构的模块化和重构化;控制技术的开放化、PC化和网络化;伺服驱动技术的数字化和分散化;多传感器融合技术的实用化;工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。

    全自动焊接设备国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:

    (1)、工业机器人性能不断提高,而单机价格不断下降。

    (2)、机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。

    (3)、工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提供,控制柜日渐小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

    (4)、机器人中的传感器作用日益重要,装配、焊接机器人采用了位置、速度、加速度视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

    (5)、虚拟实现技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制,如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

    (6)、当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统,而是致力于操作者与机器人的人机交互控制,即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作者系统,使机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的索杰纳机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。

    (7)、机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出虚拟机床以来,这种新型装置已成为国际研究的热点之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。

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    2、国内发展趋势

中国工业机器人在“七五”、“九五”、“十五”期间研究取得了较大进展,我国在关键技术上有所突破,但还缺乏整体核心技术的突破,应用遍及各行各业,但进口机器人占了绝大多数。科学院机器人“十二五”规划研究目标:开展高速、高精、智能化工业机器人技术的研究工作,建立并完善新型工业机器人智能化体系结构;研究高速,高精度工业机器人控制方法并研制高性能工业机器人控制器,自动喷涂工业机器人样机,并在汽车制造行业,焊接行业开展应用示范。

国家下一步的发展思路,将发展以工业机器人为代表的智能制造,以高端装备制造业重大产业长期发展工程为平台和载体,系统推进智能技术、智能装备和数字制造的协调发展,实现我国高端装备制造的重大跨越。具体分两步进行:第一步,2012~2020年,基本普及数控化,在若干领域实现智能制造装备产业化,为我国制造模式转变奠定基础;第二步,2021~2030年,全面实现数字化,在主要领域全面推行智能制造模式、基本形成高端制造业的国际竞争优势。

工业机器人市场竞争越来越激烈,中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战,加快工业机器人的研究开发与生产是使我国从制造业大国走向制造业强国的重要手段和途径。未来几年,国内机器人研究员将重点研究工业机器人智能化体系结构,高速高精度控制,智能化作业,形成新一代智能化工业机器人的核心关键技术体系,并在相关行业开展应用示范和推广。

     (1)、工业机器人智能化体系结构标准

研究开放式,模块化的工业机器人系统结构,工业机器人系统的软硬件设计方法,形成切实可行的设计行业标准、国家标准和国际标准,以便于系统的集成,应用与改造。

     (2)工业机器人新型控制器技术

研究具有自主知识产权的先进工业机器人控制器。研究具有高实时性的,多处理器并行工作的控制器硬件系统;真对应用需求,设计基础高性能,低成本总线技术的控制盒驱动模式。深入研究先进性控制方法,策略在工业机器人中的工程实现,提高系统高速、重载、高追踪精度等动态性能,提高系统开放性。通过人机交互方式建立模拟仿真环境,研究开发工业机器人自动/离线编程技术,增强人机交互和二次开发能力。

    (3)、工业机器人智能化作业技术

实现以传感器融合,虚拟现实与人机交互为代表的智能化技术在工业机器人上的可靠应用,提升工业机器人操作能力。除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器来进行实现协调和决策控制,基于视觉的喷涂机器人姿态反馈控制;研究虚拟实现技术与人机交互环境建模系统。

    (4)、成线成套装备技术

针对汽车制造业,焊接行业等具体行业工艺需求,结合新型控制器技术和智能化作业技术的研究,研究与行业密切相关的工业机器人应用技术,以工业机器人为核心的生产线上的相关成套装备设计技术,开发弧焊机器人用激光视觉焊缝跟踪装置,喷涂线的喷涂设备的研制以及相关功能部件并加以集成,形成我国以智能化工业机器人为核心的成线成套自动化制造装备。

    (5)、系统可靠性技术

可靠性技术是与设计、制造、测试和应用密切相关的。建立工业机器人系统的可靠性保障体系是确保工业机器人实现产业化的关键。在产品的设计环节、制造环节和测试环节,研究系统可靠性保障技术,从而为工业机器人广泛应用提供保证。

    我国的机器人产业必须由市场来拉动。机器人作为高技术,它的发展与社会的生产、经济状况密切相关。机器人的研制、开发只有从技术上实现可能性大为原则选择机器人优先应用的领域,并以此为突破口,向其它领域渗透、扩散至为重要。

     综合国内外工业机器人研究和应用现状,工业机器人的研究正在超智能化、模块化、系统化、微型化、多功能化及高性能、自诊断、自修复趋势发展,以适应多样性、个性化的需求向更宽广的应用领域发展。


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