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焊接機器人未來發(fā)展八大技術

【編者按】目前國際機器人界都在加大科研力度审拉,進行機器人共性技術的研究考余。從機器人技術發(fā)展趨勢看砂豌,焊接機器人和其它工業(yè)機器人一樣厢岂,不斷向智能化和多樣化方向發(fā)展。具體而言阳距,機器人的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在如下幾個方面塔粒。


應用點焊機器人這種技術可以提高焊接質量,因此企業(yè)主甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)筐摘。在短距離內(nèi)的運動時間也可大為縮短卒茬。國內(nèi)汽車廠家在生產(chǎn)后橋、副車架咖熟、搖臂圃酵、懸架、減振器等轎車底盤受力安全零件大都是以MIG焊接工藝為主馍管,主要構件采用沖壓焊接郭赐,板厚平均為1.5~4mm,焊接主要以搭接确沸、角接接頭形式為主捌锭,焊接質量要求相當高,其質量的好壞直接影響到轎車的安全性能糯锦。應用機器人焊接后攒陋,大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質量灶花,并保證了質量的穩(wěn)定性和降低勞動強度,改善了勞動環(huán)境筒煌。

焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分艰吏。機器人由機器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備拱宗,以弧焊及點焊為例涣累,則由焊接電源,(包括其控制系統(tǒng))菜盒、送絲機(弧焊)蹦争、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機器人還應有傳感系統(tǒng)酪捏,如激光或攝像傳感器及其控制裝置等瑞捂。

目前國際機器人界都在加大科研力度,進行機器人共性技術的研究层锄。從機器人技術發(fā)展趨勢看酷麦,焊接機器人和其它工業(yè)機器人一樣,不斷向智能化和多樣化方向發(fā)展喉恋。具體而言沃饶,機器人的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在如下幾個方面:

1、機器人操作機構

通過有限元分析轻黑、模態(tài)分析及仿真設計等現(xiàn)代設計方法的運用糊肤,實現(xiàn)機器人操作機構的優(yōu)化設計。探索新的高強度輕質材料氓鄙,進一步提高負載/自重比馆揉。例如,以德國KUKA公司為代表的機器人公司玖详,已將機器人并聯(lián)平行四邊形結構改為開鏈結構把介,拓展了機器人的工作范圍,加之輕質鋁合金材料的應用蟋座,大大提高了機器人的性能拗踢。此外采用先進的RV減速器及交流伺服電機,使機器人操作機幾乎成為免維護系統(tǒng)向臀。

機構向著模塊化巢墅、可重構方向發(fā)展。例如隆文,關節(jié)模塊中的伺服電機美卒、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化;由關節(jié)模塊韧践、連桿模塊用重組方式構造機器人整機;國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市轿战。機器人的結構更加靈巧班卖,控制系統(tǒng)愈來愈小,二者正朝著一體化方向發(fā)展载蜓。采用并聯(lián)機構呆纤,利用機器人技術,實現(xiàn)高精 

2肄绢、機器人控制系統(tǒng)

重點研究開放式屯片,模塊化控制系統(tǒng)。向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展详毡,便于標準化床重、網(wǎng)絡化;器件集成度提高,控制柜日見小巧耻陕,且采用模塊化結構;大大提高了系統(tǒng)的可靠性拙徽、易操作性和可維修性』打冢控制系統(tǒng)的性能進一步提高斋攀,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軸已卷,并且實現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制梧田。人機界面更加友好,語言侧蘸、圖形編程界面正在研制之中裁眯。機器人控制器的標準化和網(wǎng)絡化,以及基于PC機網(wǎng)絡式控制器已成為研究熱點讳癌。編程技術除進一步提高在線編程的可操作性之外穿稳,離線編程的實用化將成為研究重點,在某些領域的離線編程已實現(xiàn)實用化晌坤。

3逢艘、機器人傳感技術

機器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統(tǒng)的位置骤菠、速度它改、加速度等傳感器外,裝配刃傻、焊接機器人還應用了激光傳感器引苇、視覺傳感器和力傳感器,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)等鸣谒,大大提高了機器人的作業(yè)性能和對環(huán)境的適應性牌鹊。遙控機器人則采用視覺、聲覺沟奸、力覺己倾、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制购哺。為進一步提高機器人的智能和適應性,多種傳感器的使用是其問題解決的關鍵蔫迅。其研究熱點在于有效可行的多傳感器融合算法扔相,特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法翻框。另一問題就是傳感系統(tǒng)的實用化厚遗。

4、網(wǎng)絡通信功能

日本YASKAWA和德國KUKA公司的最新機器人控制器已實現(xiàn)了與Canbus信粮、Profibus總線及一些網(wǎng)絡的聯(lián)接黔攒,使機器人由過去的獨立應用向網(wǎng)絡化應用邁進了一大步,也使機器人由過去的專用設備向標準化設備發(fā)展强缘。

度測量及加工督惰,這是機器人技術向數(shù)控技術的拓展,為將來實現(xiàn)機器人和數(shù)控技術一體化奠定了基礎旅掂。意大利COMAU公司赏胚,日本FANUC等公司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品。

5商虐、機器人遙控和監(jiān)控技術

在一些諸如核輻射觉阅、深水、有毒等高危險環(huán)境中進行焊接或其它作業(yè)秘车,需要有遙控的機器人代替人去工作典勇。當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng),而是致力于操作者與機器人的人機交互控制叮趴,即遙控加局部自主系統(tǒng)構成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)割笙,使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應用的最著名實例丰躺。多機器人和操作者之間的協(xié)調控制勉惋,可通過網(wǎng)絡建立大范圍內(nèi)的機器人遙控系統(tǒng),在有時延的情況下肄琉,建立預先顯示進行遙控等丧爸。

6、虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術在機器人中的作用已從仿真拾哈、預演發(fā)展到用于過程控制乞芳,如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人∪救基于多傳感器细抠、多媒體和虛擬現(xiàn)實以及臨場感技術,實現(xiàn)機器人的虛擬遙操作和人機交互。

7喧丛、機器人性能價格比

機器人性能不斷提高(高速度胚高、高精度、高可靠性缔直、便于操作和維修)抛虏,而單機價格不斷下降。由于微電子技術的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應用套才,使機器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高迂猴。過去機器人系統(tǒng)的可靠性MTBF一般為幾千小時,而現(xiàn)在已達到5萬小時背伴,可以滿足任何場合的需求沸毁。

8、多智能體調控技術

這是目前機器人研究的一個嶄新領域傻寂。主要對多智能體的群體體系結構息尺、相互間的通信與磋商機理,感知與學習方法疾掰,建模和規(guī)劃搂誉、群體行為控制等方面進行研究。


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