工業(yè)機器人目前的發(fā)展趨勢
工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。自從1962年美國研制出世界第一臺工業(yè)機器人以來,機器人技術及其產(chǎn)品發(fā)展很快,已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動化工廠(FA)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動化工具。
廣泛采用工業(yè)機器人,不僅可提高產(chǎn)品的質量與產(chǎn)量,而且對保障人身安全,改善勞動環(huán)境,減輕勞動強度,提高勞動生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有著十分重要的意義。和計算機、網(wǎng)絡技術一樣,工業(yè)機器人的廣泛應用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。
一、工業(yè)機器人技術現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展的趨勢
工業(yè)機器人是最典型的機電一體化數(shù)字話裝備,技術附加值很高,應用范圍很廣,作為先進制造業(yè)的支撐技術和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè),將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。國外專家預測,機器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計算機之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(UNE CE)和國際機器人聯(lián)合會(IFR)的統(tǒng)計,世界機器人市場前景看好,從20世紀下半葉起,世界機器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢頭。
國外機器人領域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢:
1.工業(yè)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修),而單機價格不斷下降,平均單機價格從91年的10.3萬美元降至97年的6.5萬美元。
2.機械結構向模塊化、可重構化發(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;國外已有模塊裝配機器人產(chǎn)品問市。
3.工業(yè)機器人控制系統(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。
4.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視覺力覺等傳感器,而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;多傳感器融合配置技術在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。
5.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)境中的感受來操縱機器人。