工業(yè)機(jī)器人：著力突破智能模塊
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skally 發(fā)布時(shí)間：2015-09-08 18:04:23
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在國(guó)際上被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)成為世界各國(guó)搶占未來(lái)經(jīng)濟(jì)科技制高點(diǎn)的國(guó)家戰(zhàn)略?，F(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)及汽車(chē)零部件制造業(yè)、機(jī)械加工業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料行業(yè)、食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域。作為先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。
機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化方向發(fā)展。例如，關(guān)節(jié)模塊中伺服電機(jī)、減速器、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化;由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊以重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)?？刂葡到y(tǒng)向開(kāi)放化、高集成度方向發(fā)展，將采用PC機(jī)的開(kāi)發(fā)型控制系統(tǒng)，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化?？刂葡到y(tǒng)器件集成度將提高，控制柜越來(lái)越小巧。傳感器作用日益突出，裝配、焊接機(jī)器人采用位置、速度、加速度、力覺(jué)等傳感器，遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲音、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器融合技術(shù)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制。另外，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人將日趨智能，自主學(xué)習(xí)的同時(shí)還能自主挖掘大數(shù)據(jù)價(jià)值。
在伺服系統(tǒng)方面，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的特殊性使伺服系統(tǒng)要具備高精度、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、高過(guò)載能力、高可靠性等特性。目前，國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)在功能、性能和工藝方面與國(guó)外產(chǎn)品相比仍然有一定差距，尤其是國(guó)內(nèi)沒(méi)有完全掌握自適應(yīng)機(jī)械共振抑制技術(shù)、自適應(yīng)低頻震動(dòng)技術(shù)和慣量動(dòng)態(tài)前饋技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。
在控制器方面，國(guó)內(nèi)機(jī)器人控制器所采用的硬件平臺(tái)和國(guó)外產(chǎn)品相比并沒(méi)有太大差距，現(xiàn)有差距主要體現(xiàn)在控制算法和二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)的易用性方面。
在工業(yè)機(jī)器人整機(jī)領(lǐng)域，發(fā)那科、庫(kù)卡、ABB、安川四大企業(yè)是全球市場(chǎng)絕對(duì)的強(qiáng)者。另外，工業(yè)機(jī)器人的使用效益是通過(guò)高可靠性實(shí)現(xiàn)的，其涉及材料、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、加工、裝備、檢測(cè)、老化試驗(yàn)、技術(shù)維護(hù)等多個(gè)方面，投入大、周期長(zhǎng)，這恰恰是國(guó)內(nèi)企業(yè)短板。
專(zhuān)家觀點(diǎn)
西門(mén)子(中國(guó))公司數(shù)字化工廠集團(tuán)運(yùn)動(dòng)控制部伺服電機(jī)產(chǎn)品經(jīng)理曹躍宇
伺服電機(jī)需精確定位和快速響應(yīng)
伺服電機(jī)作為機(jī)器人的“肌肉”，必須能夠精確定位，快速響應(yīng)。為了能夠準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)定位，在電機(jī)尾部安裝有高精度旋轉(zhuǎn)編碼器，通過(guò)編碼器來(lái)檢測(cè)擺臂的空間幾何位置。一般伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速都在每分鐘幾千轉(zhuǎn)，而機(jī)器人的臂擺速度一般在幾轉(zhuǎn)或幾十轉(zhuǎn)。為了能夠充分利用伺服電機(jī)的輸出能力，提升機(jī)械穩(wěn)定性，可在伺服電機(jī)與機(jī)械臂之間安裝高精密的緊湊型減速箱，以提升輸出轉(zhuǎn)矩。擺臂旋轉(zhuǎn)一周，伺服電機(jī)需要旋轉(zhuǎn)幾十周甚至上百周。因此編碼器需要采用多圈絕對(duì)值編碼器才能有效監(jiān)測(cè)擺臂位置。
高效的路徑移動(dòng)或空間定位，并不是一個(gè)靜態(tài)過(guò)程，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。
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