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  在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。
  工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
 
  自1962年美国发明了第一台工业机器人以来,工业机器人产业也已经走过了半个多世纪的历史了,现如今随着人工成本的不断上升,工业机器人产业终于走到了蓬勃发展的时期。目前工业机器人主要品牌主要分为三个派系: 欧美系,日韩系和中国国产。
 
  欧美系品牌:柯马COMAU, ABB, KUKA,史陶比尔,艾默捷IGM,莱斯,杜尔,ADEPT【各家有各家的特点,各有所长】
  日韩系品牌:发那科FANUC,那驰不二越,安川,雅马哈,爱普生,川崎,现代【其中发那科为全球产品系列最全最大的机器人公司】
  中国国产品牌:新松,莫托曼(与安川合资),熊猫,骏腾发,青岛创想,南京埃斯顿,芜湖埃芙特,富士康。。。【如雨后春笋般涌现。。。】
 
  相比较而言,美国虽然是工业机器人的首创国家,但在当今世界工业机器人的发展格局中的地位已很微弱。。。
 
历史
 
  它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的,机械手研究始于20世纪中期,随着计算机和自动化技术的发展,特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时,大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,又为机器人的开发奠定了基础。另一方面,核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下,美国于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了机械式的主从机械手。
 
  机械手首先是从美国开始研制的,1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手,它的结构是;机体上安装一个回转臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的,随着计算机和自动控制技术的迅速发展,农业机械将进入高度自动化和智能化时期,机械手机器人的应用可以提高劳动生产率和产品质量,改善劳动条件,解决劳动力不足等问题构成。
 
  已知最早的工业机器人,符合ISO定义是由“条例”格里菲斯P·泰勒于1937年完成并出版的Meccano杂志,1938年3月。几乎完全是用吊车状装置建成的Meccano件和动力由单个电动机。运动五轴是可能的,包括抢而抢旋转。自动化是用穿孔纸带通电螺线管,这将有利于起重机的控制杆的运动来实现的。该机器人可以在预先设定的图案叠积木。需要为每个所需的运动马达的转数,第一次绘制在坐标纸上。然后这个信息被转移到纸带上,从而也推动了机器人的单个马达。1997,克里斯舒特建造的机器人的完整副本。
 
  乔治·迪沃申请了第一个机器人的专利在1954年(1961年授予)。制作机器人的第一家公司是Unimation,由迪沃并成立约瑟夫F. Engelberger于1956年,并且是基于迪沃的原始专利。Unimation机器人也被称为可编程移机,因为一开始他们的主要用途是从一个点传递对象到另一个,不到十英尺左右分开。他们用液压 执行机构,并编入关节 坐标,即在一个教学阶段进行存储和回放操作中的各关节的角度。他们是精确到一英寸的1 / 10,000。Unimation后授权其技术,川崎重工和GKN,制造Unimates分别在日本和英国。一段时间以来Unimation唯一的竞争对手是美国辛辛那提米拉克龙公司 的俄亥俄州。这从根本上改变了20世纪70年代后期,几个大财团的日本开始生产类似的工业机器人。
 
  1969年,维克多·沙因曼在斯坦福大学发明了斯坦福大学的手臂,全电动,6轴多关节型机器人的设计允许一个手臂的解决方案。这使得它精确地跟踪在太空中任意路径拓宽了潜在用途的机器人更复杂的应 用,如装配和焊接。沙因曼则设计了第二臂的MIT 人工智能实验室,被称为“麻省理工学院的手臂。” 沙因曼,接收奖学金从Unimation发展他的设计后,卖给那些设计以Unimation谁进一步发展他们的支持,通用汽车公司,后来它上市的可编程的通用机装配(PUMA)。
 
  工业机器人在欧洲起飞相当快,既ABB机器人和库卡机器人带来机器人市场在1973年ABB机器人(原ASEA)推出IRB 6,世界上首位市售全电动微型处理器控制的机器人。前两个IRB 6机器人被出售给马格努森在瑞典进行研磨和抛光管弯曲并在1974年1月被安装在生产同样是在1973年,库卡机器人建立了自己的第一个机器人,被称为FAMULUS,也1第一关节机器人具有6机电驱动轴。
 
  在机器人技术在20世纪70年代后期,许多美国公司的兴趣增加进入该领域,包括大公司,如通用电气和通用汽车公司(这就形成合资 FANUC机器人与FANUC日本LTD)。美国创业公司包括Automatix和娴熟技术,公司在机器人热潮在1984年的高度,Unimation收购了西屋电气公司 107万美元。西屋出售Unimation以史陶比尔法韦日SCA的法国于1988年,还在进行关节型机器人用于一般工业和洁净室应用,甚至买的机器人事业部,博世于2004年底。
 
  只有少数的非日本公司管理,最终在这个市场中生存,其中主要的有:娴熟技术,史陶比尔,Unimation,在瑞典 - 瑞士公司ABB阿西亚·布朗Boveri公司,在德国公司的KUKA机器人与意大利公司柯马。
 
 
分类
 
  机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
 
  机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。
 
  机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
 
  移动机器人(AGV)
  移动机器人(AGV)是工业机器人的一种类型,它由计算机控制,具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能,它可广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、传输等功能,也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统(以AGV作为活动装配平台);同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输工具。
  国际物流技术发展的新趋势之一,而移动机器人是其中的核心技术和设备,是用现代物流技术配合、支撑、改造、提升传统生产线,实现点对点自动存取的高架箱储、作业和搬运相结合,实现精细化、柔性化、信息化,缩短物流流程,降低物料损耗,减少占地面积,降低建设投资等的高新技术和装备。
 
点焊机器人
 焊接机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点,焊接质量明显优于人工焊接,大大提高了点焊作业的生产率。
 点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作,生产过程由各大汽车主机厂负责完成。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系,向各大型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产线配套形式进入中国,在该领域占据市场主导地位。
 随着汽车工业的发展,焊接生产线要求焊钳一体化,重量越来越大,165公斤点焊机器人是当前汽车焊接中最常用的一种机器人。2008年9月,机器人研究所研制完成国内首台165公斤级点焊机器人,并成功应用于奇瑞汽车焊接车间。2009年9月,经过优化和性能提升的第二台机器人完成并顺利通过验收,该机器人整体技术指标已经达到国外同类机器人水平。
 
弧焊机器人
 弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域,国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。
关键技术包括:
(1)弧焊机器人系统优化集成技术:弧焊机器人采用交流伺服驱动技术以及高精度、高刚性的RV减速机和谐波减速器,具有良好的低速稳定性和高速动态响应,并可实现免维护功能。
(2)协调控制技术:控制多机器人及变位机协调运动,既能保持焊枪和工件的相对姿态以满足焊接工艺的要求,又能避免焊枪和工件的碰撞。
(3)精确焊缝轨迹跟踪技术:结合激光传感器和视觉传感器离线工作方式的优点,采用激光传感器实现焊接过程中的焊缝跟踪,提升焊接机器人对复杂工件进行焊接的柔性和适应性,结合视觉传感器离线观察获得焊缝跟踪的残余偏差,基于偏差统计获得补偿数据并进行机器人运动轨迹的修正,在各种工况下都能获得最佳的焊接质量。
 
激光加工机器人
  激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工中,通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业。本系统通过示教盒进行在线操作,也可通过离线方式进行编程。该系统通过对加工工件的自动检测,产生加工件的模型,继而生成加工曲线,也可以利用CAD数据直接加工。可用于工件的激光表面处理、打孔、焊接和模具修复等。
关键技术包括:
(1)激光加工机器人结构优化设计技术:采用大范围框架式本体结构,在增大作业范围的同时,保证机器人精度;
(2)机器人系统的误差补偿技术:针对一体化加工机器人工作空间大,精度高等要求,并结合其结构特点,采取非模型方法与基于模型方法相结合的混合机器人补偿方法,完成了几何参数误差和非几何参数误差的补偿。
(3)高精度机器人检测技术:将三坐标测量技术和机器人技术相结合,实现了机器人高精度在线测量。
(4)激光加工机器人专用语言实现技术:根据激光加工及机器人作业特点,完成激光加工机器人专用语言。
(5)网络通讯和离线编程技术:具有串口、CAN等网络通讯功能,实现对机器人生产线的监控和管理;并实现上位机对机器人的离线编程控制。
 
真空机器人
  真空机器人是一种在真空环境下工作的机器人,主要应用于半导体工业中,实现晶圆在真空腔室内的传输。真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强,其成为制约了半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件。而且国外对中国买家严加审查,归属于禁运产品目录,真空机械手已成为严重制约我国半导体设备整机装备制造的“卡脖子”问题。直驱型真空机器人技术属于原始创新技术。
关键技术包括:
(1)真空机器人新构型设计技术:通过结构分析和优化设计,避开国际专利,设计新构型满足真空机器人对刚度和伸缩比的要求;
(2)大间隙真空直驱电机技术:涉及大间隙真空直接驱动电机和高洁净直驱电机开展电机理论分析、结构设计、制作工艺、电机材料表面处理、低速大转矩控制、小型多轴驱动器等方面。
(3)真空环境下的多轴精密轴系的设计。采用轴在轴中的设计方法,减小轴之间的不同心以及惯量不对称的问题。
(4)动态轨迹修正技术:通过传感器信息和机器人运动信息的融合,检测出晶圆与手指之间基准位置之间的偏移,通过动态修正运动轨迹,保证机器人准确地将晶圆从真空腔室中的一个工位传送到另一个工位。
(5)符合SEMI标准的真空机器人语言:根据真空机器人搬运要求、机器人作业特点及SEMI标准,完成真空机器人专用语言。
(6)可靠性系统工程技术:在IC制造中,设备故障会带来巨大的损失。根据半导体设备对MCBF的高要求,对各个部件的可靠性进行测试、评价和控制,提高机械手各个部件的可靠性,从而保证机械手满足IC制造的高要求。
 
洁净机器人
  洁净机器人是一种在洁净环境中使用的工业机器人。随着生产技术水平
  不断提高,其对生产环境的要求也日益苛刻,很多现代工业产品生产都要求在洁净环境进行,洁净机器人是洁净环境下生产需要的关键设备。
关键技术包括:
(1)洁净润滑技术:通过采用负压抑尘结构和非挥发性润滑脂,实现对环境无颗粒污染,满足洁净要求。
(2)高速平稳控制技术:通过轨迹优化和提高关节伺服性能,实现洁净搬运的平稳性。
(3)控制器的小型化技术:根据洁净室建造和运营成本高,通过控制器小型化技术减小洁净机器人的占用空间。
(4)晶圆检测技术:通过光学传感器,能够通过机器人的扫描,获得卡匣中晶圆有无缺片、倾斜等信息。

应用领域

折叠工业制造领域:
 
  主要让机器人在机械制造业中代替人完成大批量、高质量要求的工作,如汽车制造、舰船制造及某些家电产品(电视机、电冰箱、洗衣机)的制造等。化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装等工作,也有部分是由机器人完成的。
 
折叠军事领域:
 
  主要让机器人执行一些自动的侦察与控制任务,尤其是一些相对较为危险的任务,比如,无人侦察机、拆除炸弹的机器人及扫雷机器人等。机器人还可以代替士兵去完成那些不太复杂的工程及后勤任务,从而使战士从繁重的工作中解脱出来,去从事更加重要的工作。
 
折叠娱乐领域:
 
  机器人在娱乐领域的应用十分广泛,比如,机器人足球大赛、机器人弹钢琴和机器人宠物等。
 
折叠医疗领域:
 
  机器人主要用来辅助护士进行一些日常的工作,比如,帮助医生运送用药品及自动监测病房内的空气质量,等等。宜用机器人还可以协助医生完成一些难度较高的手术,例如,眼部手术、脑部手术等。美国还发明了一种可以进入人体血管的微型机器人,帮助医生在病人的血管内灭杀病毒。
ABB机器人
机器人
IRB 1410


  负载能力: 5 kg。   工作范围: 1.44 m。
ABB机器人
机器人
IRB 1200


小快灵、多用途的小型工业机器人 如何使生产设备缩小15%、速度加快10%?答案就在ABB IRB 1200机器人。随着该款机器人的面市,ABB在保持机器人工作范围宽广这一优势的同时,一举满足了物料搬运和上下料环节对柔性、节拍、易用性及紧凑性的各项要求。
ABB机器人
6-10KG机器人
IRB 1600


最高性能10kg机器人。 在优化速度和精度时,往往会造成性能的损失。 有了ABB的IRB1600机器人,您不必再为选择发愁。
ABB机器人
7-20KG机器人
IRB 2400


负载能力:7 - 20 kg 工作范围:1.5, 1.81m 应用最广的工业机器人 主要应用领域: 弧焊 切割/去毛刺 上胶/密封 研磨/抛光 上下料 物料搬运 IRB 2400机器人有多种不同版本备选,拥有极高的作业精度,在物料搬运、机械管理和过程应用等方面均有出色表现。IRB 2400机器人可提高您的生产效率、缩短生产提前期、加快交货速度。
ABB机器人
机器人
IRB 2600


负载能力:12, 20 kg 工作范围:1.65, 1.85m “锋芒一代( Sharp Generation)”机器人第2种型号IRB 2600携增强创新功能问世。该机型机身紧凑,荷重能力强,设计优化,适合弧焊、物料搬运、上下料等目标应用。
ABB机器人
8kg机器人
IRB 360


主要应用领域 装配 物料搬运 拾料 包装 特点 - 速度快, 柔性强 - 负载大( 有效负载高达 8 kg) - 采用可冲洗的卫生设计 - 出众的跟踪性能 - 集成视觉软件 - 同步传动带集成控制 ABB的IRB 360 系列机器人( 更广为人知的名称是FlexPicker)能够处理 1 kg 至 8 kg 的负载。 该系列的每个型号都能进行最速的拾料应用并经过了包装应用优化。
ABB机器人
高速码垛机器人
IRB 460


主要应用领域 包装 堆垛 拆垛 物料搬运 上下料 机床管理 缩短节拍时间 IRB 460 是全球最快的四轴多功能工业机器人, 能显著缩短各项作业的节拍时间, 大幅提升生产效率。 这款紧凑型的 4 轴机器人到达距离为 2.4 m, 有效荷重 110 kg; 荷重 60 kg 条件下的操作节拍最高可达 2190次循环 /小时 ( 400mm×2000mm×400mm) ,比类似条件下的竞争产品快 15%。
ABB机器人
喷涂机器人
IRB 52


主要应用领域 油漆喷涂 上釉 上搪瓷 粉末喷涂 挤胶 紧凑型喷涂专家 IRB 52是一款紧凑型喷涂机器人, 广泛应用于各行业中小型零部件的喷涂, 为客户提供经济、 专业、 优质的喷涂解决方案。 IRB 52体形小、 工作范围大, 柔性与通用性俱佳, 且其操作速度快、 精度高, 节拍时间短。
ABB机器人
喷涂机器人
IRB 5500


创新的外表面喷涂方案。 壁挂式FlexPainter IRB5500机器人采用独有的设计与结构,其工作范围之大,运动动作之灵活,令其他任何车身外表喷涂机器人望尘莫及。
ABB机器人
机器人
IRB 660


负载能力:180 - 250 kg 工作范围:3.15 m 主要应用领域 物料搬运 货盘堆垛 使货盘堆垛作业达到新高度 采用最先进的4轴设计,是一款具有3.15m到达距离和250kg有效载荷的高速机器人,非常适合应用于袋、盒、板条箱、瓶等包装形式的物料的堆垛。事实上,ABB正在致力于巩固其作为包装线机器人全自动化产品唯一全球供应商的地位。
ABB机器人
机器人
IRB 6620LX


负载能力:150kg 直线轴长度:1.8-33m IRB 6620LX 直线轴工业机器人 ABB 的IRB 6620LX 机器人融合了直线轴机器人和多关节型机器人的各种优点,是一款载荷150kg 的6 轴机器人,并具有ABB 多关节型机器人的高运动范围和内在柔韧性特点。该型机器人在设计上实现了高性能和高可靠性,能够提高产量和利用率。
ABB机器人
机器人
IRB 6650S


负载能力:125 - 200 kg。 工作范围:3.0 m, 3.5 m。 IRB 6650 S是大功率机器人系列中的一种支架安装型机器人,具有独特的工作空间。
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