工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀淺談
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企業(yè)：控制網(wǎng)
領(lǐng)域：傳感器
行業(yè)：輸配電
- 點擊數(shù)：2255 發(fā)布時間：2008-02-02 11:45:32
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機器人與機器人技術(shù)
機器人的最初出現(xiàn)是傳統(tǒng)的機構(gòu)學(xué)與近代電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。當前，機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。是當代十分活躍的研究開發(fā)領(lǐng)域，它包括正在逐步深入的機器人學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)研究，也包擴對國民經(jīng)濟有著重要作用的機器人工程應(yīng)用技術(shù)研究。
1961年，美國的Consolided Control Corp和AMF公司聯(lián)合制造了第一臺實用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人，迄今為止，世界上對工業(yè)機器人的研究已經(jīng)經(jīng)歷了四十余年的歷程，日本、美國、法國、德國的機器人產(chǎn)業(yè)已日趨成熟和完善。工業(yè)機器人由操作機 （機械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。
（1）操作機：通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法的運用，機器人操作機已實現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計。
（2）控制器：控制器的性能進一步提高，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。
（3）傳感裝置：激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器在機器人系統(tǒng)中已得到成功應(yīng)用，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(yīng)性。
（4）并聯(lián)機構(gòu)：采用并聯(lián)機構(gòu)，利用機器人技術(shù)，實現(xiàn)高精度測量及加工，這是機器人技術(shù)向數(shù)控技術(shù)的拓展，為將來實現(xiàn)機器人和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。
（5）網(wǎng)絡(luò)通信：機器人控制器已實現(xiàn)了與Canbus、Profibus總線及一些網(wǎng)絡(luò)的連接，使機器人由過去的獨立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用邁進了一大步，也使機器人由過去的專用設(shè)備向標準化設(shè)備發(fā)展。
另外由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，使機器人系統(tǒng)的可靠性有了很大的提高。機器人系統(tǒng)的可靠性已達到6萬小時，幾乎可以滿足任何場合的需求。
工業(yè)機器人帶來的效益
廣泛采用工業(yè)機器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)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(luò)技術(shù)一樣，工業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。
發(fā)達國家的使用經(jīng)驗表明:使用工業(yè)機器人可以降低廢品率和產(chǎn)品成本，提高了機床的利用率，降低了工人誤操作帶來的殘次零件風(fēng)險等，其帶來的一系列效益也是十分明顯的，例如減少人工用量、減少機床損耗、加快技術(shù)創(chuàng)新速度、提高企業(yè)競爭力等。機器人具有執(zhí)行各種任務(wù)特別是高危任務(wù)的能力，平均故障間隔期達60000小時以上，比傳統(tǒng)的自動化工藝更加先進。采用工業(yè)機器人具有如下優(yōu)點:第一，改善勞動條件，逐步提高生產(chǎn)效率；第二，更強與可控的生產(chǎn)能力，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代；第三，提高零件的處理能力與產(chǎn)品質(zhì)量；第四，消除枯燥無味的工作，節(jié)約勞動力；第五，提供更安全的工作環(huán)境，降低工人的勞動強度，減少勞動風(fēng)險；第六，減少機床損耗；第七，減少工藝過程中的工作量及降低停產(chǎn)時間和庫存；第八，提高企業(yè)競爭力。
在面臨全球性競爭的形勢下，制造商們正在利用工業(yè)機器人技術(shù)來幫助生產(chǎn)價格合理的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。一個公司想要獲得一個或多個競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)機器人自動化生產(chǎn)將是推動業(yè)務(wù)發(fā)展的有效手段。
工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域
自從20世紀60年代初人類創(chuàng)造了第一臺工業(yè)機器人以后，機器人就顯示出它極大的生命力，經(jīng)過四十多年的發(fā)展，工業(yè)機器人已在越來越多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在制造業(yè)中，尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)中，工業(yè)機器人得到了廣泛的應(yīng)用。如在毛坯制造(沖壓、壓鑄、鍛造等)、機械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測及倉庫堆垛等作業(yè)中，機器人都已逐步取代了人工作業(yè)。 目前，汽車制造業(yè)是制造業(yè)所有行業(yè)中人均擁有工業(yè)機器人密度最高的行業(yè)，如，2004年德國制造業(yè)中每1萬名工人中擁有工業(yè)機器人的數(shù)量為162臺，而在汽車制造業(yè)中每1萬名工人中擁有工業(yè)機器人的數(shù)量則為1140臺；意大利的這一數(shù)值更能說明問題，2004年意大利制造業(yè)中每1萬名工人中擁有工業(yè)機器人的數(shù)量為123臺，而在汽車制造業(yè)中每1萬名工人中擁有工業(yè)機器人的數(shù)量則高達1600臺。
隨著工業(yè)機器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機器人智能化水平的提高，機器人的應(yīng)用范周還在不斷地擴大，已從汽車制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進而推廣到機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中，弧焊機器人、點焊機器人、分配機器人、裝配機器人、噴漆機器人及搬運機器人等工業(yè)機器人都已被大量采用。2005年，亞洲地區(qū)電子電氣行業(yè)對工業(yè)機器人的需求僅次于汽車及汽車零部件制造業(yè)，其占所有行業(yè)總需求的比例為31%；而在歐洲地區(qū)橡膠及塑料工業(yè)對工業(yè)機器人的需求則遠遠超過電子電氣行業(yè)而排名第二位；美洲地區(qū)由于汽車及汽車零部件制造業(yè)對工業(yè)機器人的需求遙遙領(lǐng)先，所以金屬制品業(yè)(包括機械)、橡膠及塑料工業(yè)以及電子電氣行業(yè)對工業(yè)機器人的需求比例相當，均在7%左右。另外諸如采礦機器人、建筑業(yè)機器人以及水電系統(tǒng)維護維修機器人等各種非制造行業(yè)。此外，在國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、生活服務(wù)等領(lǐng)域機器人的應(yīng)用也越來越多，如無人偵察機(飛行器)、警備機器人、醫(yī)療機器人、家政服務(wù)機器人等均有應(yīng)用實例。機器人正在為提高人類的生活質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。而且，隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩，未來各種專業(yè)服務(wù)機器人和家庭用消費機器人將不斷貼近人類生活，其市場的繁榮興旺將指日可待。
工業(yè)機器人應(yīng)用現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
在國外，工業(yè)機器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標準設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。從而，相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業(yè)機器人公司，它們包括：瑞典的ABB Robotics，日本的FANUC、Yaskawa，德國的KUKA Roboter，美國的Adept Technology、American Robot、Emerson Industrial Automation、S-T Robotics，意大利COMAU，英國的AutoTech Robotics，加拿大的Jcd International Robotics，以色列的Robogroup Tek公司，這些公司已經(jīng)成為其所在地區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)。
在我國，工業(yè)機器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng)接近20多年了，已經(jīng)基本實現(xiàn)了試驗、引進到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變，促進了我國制造業(yè)、勘探業(yè)等行業(yè)的發(fā)展。隨著我國門戶的逐漸開放，國內(nèi)的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)將面對越來越大的競爭與沖擊，因此，掌握國內(nèi)工業(yè)機器人市場的實際情況，把握我國工業(yè)機器人研究的相關(guān)進展，顯得十分重要。
我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過“七五”“、八五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人；其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。在國內(nèi)，工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)剛剛起步，但增長的勢頭非常強勁。如中國科學(xué)院沈陽自動化所投資組建的新松機器人公司，年利潤增長迅速。但總的來看我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品；機器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距。
工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢
● 工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展趨勢
從近幾年世界機器人推出的產(chǎn)品來看，工業(yè)機器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢主要為：結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化；控制技術(shù)的開放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化；伺服驅(qū)動技術(shù)的數(shù)字化和分散化；多傳感器融合技術(shù)的實用化；工作環(huán)境設(shè)計的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。
● 工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
國際機器人聯(lián)盟（IFR）與聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會（UNECE）發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全球多用途工業(yè)機器人銷售從2003年開始恢復(fù)增長，預(yù)計在2005年到2008年間，全球工業(yè)機器人銷量預(yù)計年均增長6.1％，到2008年增至12.1萬臺。
以具體地區(qū)而言，亞太地區(qū)仍將是工業(yè)機器人使用量最高的地區(qū)，預(yù)計日本的工業(yè)機器人銷量將由2004年的3.71萬臺增至2008年的4.59萬臺。而整體亞太地區(qū)的工業(yè)機器人銷量將由2004年的5.2萬臺增至2008年的7.04萬臺。北美地區(qū)的工業(yè)機器人銷量也將穩(wěn)定增加，預(yù)計將由2004年的1.34萬臺增至2008年的1.65萬臺。而歐洲地區(qū)的工業(yè)機器人銷量預(yù)計到2008年將增至3.37萬臺。
結(jié)語
工業(yè)機器人是最典型的機電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進制造業(yè)的支撐技術(shù)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(yù)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(shù)產(chǎn)業(yè)。隨著我國工業(yè)企業(yè)自動化水平的不斷提高，工業(yè)機器人市場也會越來越大，這就給工業(yè) 機器人研究、開發(fā)、生產(chǎn)者帶來巨大商機。然而機遇也意味著挑戰(zhàn)，目前全球各大工業(yè)機器人供應(yīng)商都已大力開拓中國市場，依靠自身優(yōu)勢，提高自主創(chuàng)新，尋求發(fā)展道路，是中國工業(yè)機器人生產(chǎn)企業(yè)在激烈市場競爭中需面對的問題。
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北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號
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