工业机器人发展现状及趋势

工业机器人发展现状及趋势1国内工业机器人的发展现状1.1发展概述我国的工业机器人研究开始于20世纪80年代中期．在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关．已经基本实现了实验、引进到自主开发的转变。促进了我国制造业、勘探等行业的发展。但随着我国门户的逐渐开放．国内的工业机器人产业面临着越来越大的竞争与冲击。虽然我国机器人的需求量逐年增加，但目前生产的机器人还很难达到所要求的质量．很多机器人的关键部件还需要进口。所以目前来说。我国还处在一个机器人消费型的同家。现在，我国从事机器人研发的单位有200多家，专业从事机器人产业开发的企业有50家以上。在众多专家的建议和规划下，“七五”期间由机电部主持，中央各部委、中科院及地方科研院所和大学参加，国家投入相当资金，进行了工业机器人基础技术、基础元器件、工业机器人整机及应用工程的开发研究。“九五”期间，在国家“863”高技术计划项目的支持下，沈阳新松机器人自动化股份有限公司、哈尔滨博实自动化设备有限责任公司、上海机电一体化工程公司、北京机械工业自动化所、四川绵阳思维焊接自动化设备有限公司等确立为智能机器人主题产业基地。此外，还有上海富安工厂自动化公司、哈尔滨焊接研究所、国家机械局机械研究院及北京机电研究所、首钢莫托曼公司、安川北科公司、奇瑞汽车股份有限公司等都以其研发生产的特色机器人或应用工程项目而活跃在当今我国工业机器人市场上。1.2机器人分类随着科学技术的不断进步，我国工业机器人已经走上了自主研发阶段，这样标志着我国工业自动化走向了新的里程碑按照工业机器人的关键技术发展过程其可分为三代：第一代是示教再现机器人，主要由机器人本体、运动控制器和示教盒组成，操作过程比较简单。第一代机器人使用示教盒在线示教编程，并保存示教信息。当机器人自动运行时，由运动控制器解析并执行存储的示教程序，使机器人实现预定动作。这类机器人通常采用点到点运动，连续轨迹再现的控制方法，可以完成直线和圆弧的连续轨迹运动，然而复杂曲线的运动则由多段圆弧和直线组合而成。由于操作的容易性、可视性强，所以在当前工业中应用最多。第二代是离线编程机器人，该机器人编程系统是采用离线式计算机实体模型仿真技术，首先建立起机器人及其工作环境的实体模型，再采用实际的正逆解算法，通过对实体模型的控制和操作，在离线的情况下进行路径规划，然后通过编程对实体模型进行三维动画仿真，以检验编程的正确性，最后将正确的代码传递给机器人控制柜，以控制机器人运动，完成了离线编程。第三代是智能机器人，它除了具有第一代和第二代的特点以外可带有各种传感器，这类机器人对外界环境不但具有感觉能力，而且具有独立判断、记忆、推理和决策的能力。能适应外部对象、环境协调地工作，能完成更加复杂的动作。在工作时通过传感器获得外部的信息，并进行信息反馈，然后灵活调整工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。此机器人用在弧焊和搬运工作中较多。在我国，由于机器人技术以及研发的落后，工业机器入主要应用在制造业，如汽车制造行业和工程机械行业，主要用于汽车及工程机械的喷涂、焊接及搬运岗位。2国外工业机器人发展现状早在1954年美国乔治·德沃尔设计出第一台电子可编程序的工业机器人，并于1961年发表了该项专利，1962年美国通用汽车公司投入使用，标志着第一代机器人诞生。从此,机器人开始成为人类生活中的现实，随后日本使工业机器人得到迅速的发展。如今，日本已经成为世界上工业机器人产量和拥有量最多的国家。20世纪80年代，世界工业生产技术上的高度自动化和集成化高速发展，同时也使工业机器人得到进一步发展，并在这个时期工业机器人对世界整个工业经济的发展起到了关键性作用。目前，世界上工业机器人无论是从技术水平上还是从已装配的数量上都日趋成熟，优势集中在以日、美为代表的少数几个发达的工业化国家，已经成为一种标准设备被工业界广泛应用。国际上成立的具有影响力的、著名的工业机器人公司主要分为日系和欧系，日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、川崎等公司的产品；欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司工业机器人己成为柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(OMS)、工厂自动化(FA)的自动工具，据专家预测，工业机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。全球现役工业机器人98万台，过去的10年工业机器人的技术水平取得了惊人的进步，传统的功能型的工业机器人已趋于成熟，各国科学家正在致力于研制具有完全自主能力的、拟人化的智能机器人。机器人的价格降低约80％，现在仍继续下降，而欧美劳动力成本上涨了40％。现役机器人的平均寿命在lO年以上，还可能高达15年以上，它们还易于重新使用。由于机器人及自动化成套装备对提高制造业自动化水平，提高产品质量、生产效率、增强企业市场竞争力和改善劳动条件等起到了重大的作用，加之成本大幅度降低和性能的高速提升，其增长速度较快。在国际上，工业机器人技术在制造业应用范围越来越广阔，其标准化、模块化、智能化和网络化的程度也越来越高，功能越来越强，正向着成套技术和装备的方向发展，工业机器人自动化生产线成套装备己成为自动化装备的主流及未来的发展方向。与此同时。随着工业机器人向更深更广的方向发展以及智能化水平的提高。工业机器人的应用已从传统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、农业、建筑、灾难救援等非制造行业，而且在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域，机器人的应用也越来越多,如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家用服务机器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着越来越重要的作用，己经成为世界各国抢占的高科技制高点。4工业机器人的研究趋势随着工业机器人的应用范围的扩大，建筑、农业、采矿、灾难救援等非制造业行业、国防军事领域、医疗领域、日常生活领域等对机器人的需求越来越大。因此,适合应用的更为智能的机器人技术必将成为未来的研究热点。对机器人的研究趋势如下：1）工业机器人的应用领域将会由传统的制造业，如冶金、石油、化学、船舶、采矿等领域扩大到航空、航天、核能、医药、生化等高科技领域，同时工业机器人也会逐步走向家庭，成为家庭机器人，以及一些高危行业也会逐步引入工业机器人代替人来完成危险的任务，如消防、排雷、修理高压线、下水道清洁。人类的生活将会越来越离不开工业机器人，它们将会丰富我们的文化生活。2）工业机器人可能会有向小型化发展的趋势。ABB公司的一款小型机器人“IRBI20”自重只有25千克，但是工作能力位居业内领先水平，它的工作范围可达580毫米，每公斤物料拾取节拍仅需0.58秒，定位精度高达0.Olmm，投入市场后非常受欢迎。因此工业机器人有可能往小型化发展，小型的工业机器人有其优势，按照以往的思路都是机器人要比它加工的部件大，但随着航空、航天、核电等技术的发展，工件尺寸越来越大，想要继续扩大工业机器人的尺寸成本太高，因此可以换一种思路将工业机器人做小，直接在工件上实施加工。3）工业机器人将会有和新发展的技术结合的趋势，如搅拌摩擦焊、高能激光切割、变速箱装配、板金属变形等。一些传统的加工过程也会由工业机器人来执行，如激光切割、激光焊接、粘接、去毛刺、测量等。4）同时降低工业机器人的生产成本，提高高端工业机器人的质量，增强机器人的灵活性，争强产品可靠性，降低机器人整个生命周期的维护费用，简化机器人的安装过程、系统集成及编程设置依旧是工业机器人的发展方向。5结论本文通过叙述工业机器人的发展现状，对比国内外工业机器人的当前水平，指出了中国在这个领域的不足之处。通过对未来工业机器人的发展趋势的预测肯定了它在未来工业中的重要地位。以此提出中国在未来工业机器人的发展中应该注意的一些问题。工业机器人产业发展迅速，中国要把握住这个产业动向，及时制定正确的发展路线，研发具有自主知识产权的工业机器人，以此来推动本国工业的发展，进一步带动各个行业的发展。