工业机器人技术性能及特点介绍
原标题:工业机器人技术性能及特点介绍目前,中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业,弧焊机器人、点焊机器人、等在生产中被大量采用。下面我们将从技术角度,谈谈工业机器人当前的优劣势。这里就涉及到今天我们要谈到的话题——工业机器人技术性能特点!
1.工业机器人技术性能特点——智能性
之所以将智能型放在最后一点,因为相对现在市场对机器人的主流需求(即强,快,准),它暂时还不是最迫切的。这也体现了传统工业机器人的优势(任劳任怨,保质保量,是个“干活”的好手)和不足(但很“笨”,老得让人教)。
但不代表智能型不重要,相反企业已经开始做技术投资了。比如怎么让机器人更好的理解人的指挥意图,相对自主的去理解并规划任务,而不需一个点一个点得让人告诉它怎么走;如何让机器人在外围环境发生变化下(光线变暗影响图像识别,传送带上物品有损坏需要特殊处理)自动适应;如何通过触觉视觉听觉等感知判断零部件的装配质量,等等。
2.工业机器人技术性能特点——机电性能
工业机器人普遍能达到低于0.1毫米的运动精度(指重复运动到点精度),抓取重达一吨的物体,伸展也可达三四米。这样的性能虽不一定能轻易完成苹果手机上一些“疯狂”的加工要求,但对绝大部分的工业应用来说,是足以圆满完成任务。随着机器人的性能逐渐提升,以前一些不可能的任务也变得可行起来(如激光焊接或切割,曾需要专门的高精度设备来指导激光的走向,但随着机器人精度的提升,现在也变得可依赖机器人本身的准确运动来代替了)。但相比传统高端设备,如高精度数控机床,激光校准设备,或特殊环境(高温或特低温)设备等,工业机器人尚力不能及。
3.工业机器人技术性能特点——人机合作
传统的工业机器人是关在笼子里工作的,因为它实在危险(想象一个抓着几十或几百公斤的家伙以四米每秒的速度甩着,谁也不想靠近吧)。主要原因是一般机器人,基于成本与技术的考虑,不会集成额外的传感器去感知外部的特殊情况(如突然有人触碰),它只会“傻傻”得照着人类编好的程序日复一日的动着,除非有外部信号告诉它停止。
所以常见的方案就是为机器人配备笼子,当笼子门打开时,机器人收到信号便自动暂停。对安全的考虑,自然给机器人集成带来了很多额外的成本,笼子可能并不贵,但毕竟要为此仔细考虑产线排布,增加产线面积,改变人机合作方式等,从而影响生产效率。所以最近比较受关注的都以能安全地和人一起工作“为荣”,如RethinkRobotics的Baxter,UniversalRobots的PR系列,以及很多传统工业机器人巨头(abb,kuka,Yaskawa等)的半概念半成品的机器人。
4.工业机器人技术性能特点——易用性
传统机器人的工作本质就是不断地走一个个的路径点,同时接收或设置外围的I/O信号(老和其他设置如夹具,输送线等合作)。而指导机器人这么做得过程,就是机器人编程。几乎每一家领先公司都有自家的编程语言和环境,从而需要机器人操作者参加学习培训。当机器人适用范围增广后,这个成本开始显现了。
这些厂商是有理由维护自家的编程环境的,一来工业机器人四十年前就开始规模化做了,那时还没有什么面向对象等现在广为熟知普遍认同的主流先进编程理念,二来萌芽阶段自家技术难免会和竞争对手不同,维护一个编程方式也无可厚非,三来因为他们的大客户往往也是传统的工业大客户,如大汽车厂商,这些客户求稳,自然不希望你机器人过几年就赶个热潮变换编程方式,搞得他们还得扔掉几十年的经验,重新花大钱培训学习。
展开全文然在业界,大家早已思考编程可否做的直观简单些,但在传统厂家中除了一次次地概念性的展示外(如利用外骨骼,3D图像,虚拟现实,iPhone等等),一直没什么商业实用进展,以至于大家再听到“简易编程”等关键词都想吐了。
但庆幸地还是有后来者敢于挑战,也从零开始做出成就,并成为被认可的卖点。对,说的就是RethinkRobotics和UniversalRobots!这也鲜活地论证了创新者窘境里为什么颠覆性技术往往不会在领先企业中成功(尽管他们有足够的资源),却总是被后来挑战者发扬光大。因为领先者在颠覆性技术上每走远一步,就往往离自己的铁饭碗远离一步,内外部阻力都很大!不管怎么,机器人的易用性开始得到重视,如何能让人不经任何(或过多)培训,就能像玩iPhone一样很快玩转机器人,已经变成大厂商们开始大力投资的方向来。
5.工业机器人技术性能特点——成本
机器人的成本从小型号的几万RMB到大型的上百万RMB都有。这个成本自然低于高端专业制造设备,但也可能会高于国内小集成商们拼凑出的自动化方案来。但从一直来西方工业界及近几年国内制造业对机器人的欢迎程度看来,说明机器人自动化的经济优势普遍到了一个临界点,超过了其他替代方案(人工,或专机),看来这个成本还是值得的。
其实要走传统机器人的老路,那硬件成本降低空间不大。工业机器人基本是一个开环的运动机构,靠的就是电机和齿轮箱的高精度配合。而大部分领先厂商的这些关键零部件都是从日本几家厂商那买的,(这也是国内公司自己制造的机器人,买同样的零部件,也不会便宜多少,因为日本厂商不会为了你这点量给多少折扣)。除非中国零部件制造商能静下心来,努力追赶上日本人的技术,从而以价格优势打破多年来的垄断,才能真正促进国内机器人厂商的发展。
另一个就是另辟蹊径,追求其他技术和市场。如RethinkRobotics当时甚至考虑用塑料的齿轮箱来降低成本,而通过视觉来弥补运动精度损失,就像人的眼睛来辅助手的精微操作一样。但毕竟不能一步登天,所以Baxter机器人暂时在精度和速度上完全无法与传统机器人相比,但在它能处理的物料抓放的应用中,却也足够了。也许随着Rethink的努力,会在硬件较差的情况下,通过软件的智能化弥补,来达到与传统工业机器人竞争的程度(那就是真颠覆这些传统大厂商了)。
6.工业机器人技术性能特点——通用性
工业机器人可编程,支持多自由度运动,因此应用较灵活。虽然不及人类,但相对于很多工业自动化常见的专机(专为一类工业应用或一家客户定制的机电集成方案),工业机器人还是灵活多了。工业应用改动不太大时,是可以通过机器人重新编程来满足新的需求,而无需在硬件上再做大量投资。但相应的,它的相对不足会是效率。毕竟专机是为一个应用定制的,因此虽牺牲通用性但实现了效率优化,在产量这个客户非常关心的指标上能完成地很好。
随着人口红利逐步消失,我国已成为全球最大的工业机器人市场。根据工信部消息,到2020年,我国将形成较为完整的工业机器人产业体系,高端市场占有率达到45%以上。以上就是小编为大家总结的工业机器人技术性能特点!
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责任编辑:什么是智能消防机器人有哪些功能分类及应用场景介绍
1、智能消防机器人
消防机器人属于特种机器人范畴,它是一种具备一般编程能力和操作能力的应用于消防作战活动的运动机器人,它可以代替消防员进入高温、浓烟、易爆等危险场所进行消防救援。消防机器人是科技发展与人性化设计理念相辅相成的产物。
智能消防机器人是智能化的消防机器人,它具有感受、识别、判断及推理能力,并能够根据外界条件做出相应的调整。智能消防机器人融合了机械工业、计算机技术、电子技术、控制理论和人工智能等技术,不仅涉及智能机器人领域的理论,还涉及火灾理论、消防工程、火场指挥通信等方面。
2、智能消防机器人功能
(1)基础功能
灭火功能:完成一定距离灭火,阻止火势扩大,降低不必要的损失;火源自动追寻等功能。
排烟功能:排烟降尘、阻隔热辐射,降低烟雾浓度和火场温度。
(2)操作功能
危险处置功能:具有多自由度灵巧型机械臂或末端处置工具快换装置,完成一定多模式人机交互功能。
应急救援功能:在高温高压、有毒有害等特殊环境下,可完成人员搜索、灾情探测、清障救援等任务。
(3)测巡功能
侦测功能:代替消防员进入高危区域,解决消防人员抵近侦察面临的人身安全及数据采集不足等问题。
巡检功能:代替巡检人员进行日常设备及环境巡检,减轻巡检人员的劳动强度,降低巡检过程中存在的安全隐患。
(4)辅助功能
预警功能:采集相关现场数据,识别火源,预报紧急情况、进行一定相关处理等功能。
通信功能:将现场的视频、环境监测数据等传输到指挥终端,提供决策依据,也可实现操控多台消防机器人工作。
3、智能消防机器人分类及应用场景
从功能角度对智能消防机器人进行划分,主要包括消防灭火机器人、消防救援机器人、消防排爆机器人、消防破拆机器人、消防侦察机器人及多功能消防机器人这六种智能消防机器人。
(1)消防灭火机器人
消防灭火机器人是一种能够接近火场进行灭火活动的消防机器人,也是目前应用最广的消防机器人。灭火消防机器人一般由移动载体、消防水炮、遥控装置、摄像装置及自保护机构组成。其主要的灭火功能是依赖于它的消防水炮来实现,消防水炮能根据不同的角度及高度向火源喷洒大量的水或灭火剂。
(2)消防救援机器人
消防救援机器人是能够进入火场,搜寻被困人员并通过其独特救援设施将被困人员运输出火场的消防机器人。消防救援机器人是众多消防机器人中任务难度最大的消防机器人,消防救援机器人在救援过程中受到受灾人员位置、体形、体势及周围环境等不确定因素的影响,所以救援消防机器人如何安全、准确、迅速地完成救援任务是救援消防机器人在发展过程中的一大难题。
(3)消防排爆机器人
消防排爆机器人是基于火灾爆炸等危险事故而研发的消防机器人。消防排爆机器人可搭载X光仪、各种传感器、机械手及多自由度云台等多种执行工具从而实现毫米级抓取功能。它可以代替消防员在突发涉爆事件中进行实地勘探,快速地寻找、排除、搬运、销毁各种危险可疑物品,保障消防员安全的执行消防任务,为广大群众及消防员的生命安全保驾护航。
(4)消防破拆机器人
消防破拆机器人一般是用于受灾现场的清障及救援工作,主要包括拆除、销毁存在潜在危险的可疑物品,清理建筑倒塌等产生的垃圾,搬运物资等。破拆消防机器人一般由机器本体、机械臂、破拆工具、行走机构、遥控系统等部分组成。因为其应用场所一般比较复杂,所以消防破拆机器人比其他消防机器人的动力、续航能力、越野能力和自主运动能力等方面都要强,这样才能为受灾现场提供强有力的支援。
(5)消防侦察机器人
消防侦察机器人诞生于1991年,它的出现为消防救援活动开辟了新的世界。消防侦察机器人主要是用于高温、浓烟、易燃易爆、地形复杂、障碍物多等消防员不易靠近的恶劣场所进行现场侦察、化学品探测、火场信息收集及反馈等消防活动。侦察消防机器人可以进入火灾现场或是在火场上空通过高清摄像头观测几平方公里的现场情况,透过浓烟寻找火源,然后利用红外图像、气体浓度测试、热分布指示等途径来进行火场信息的采集及实时监控。在将第一线的火场信息采集之后,通过有线或无线的方式传输到消防员手中,以便于消防员可以快速准确地对火场做出判断及救援措施。
(6)多功能消防机器人
多功能消防机器人是集合了两种及以上功能的综合性消防机器人,如灭火侦察消防机器人、排爆救援消防机器人等。多功能消防机器人根据其功能分配的不同,一般会包含多个独立的模块,这些独立模块可以根据火灾救援需求的不同进行单个或组合救援,这使得救援工作更加便捷,消防机器人的维修也更简单。而且,随着我国火情及环境复杂度的进一步提升,单一功能的消防机器人往往已经不能满足消防救援的需求。相比之下,多功能消防机器人功能更加丰富,适用范围更广,多功能化已经成为了消防机器人的一大发展趋势。
来源:《亿嘉和-投资价值深度报告:电力特种机器人领先制造商受益电网智能化提速-20220220(29页).pdf》
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