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推进工业机器人向中高端迈进,这六种标志性产品必须有所突破

2019-10-28 09:08    阅读量:1659   

中发智造说

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人,是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器。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。

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工业机器人的典型应用包括焊接、刷漆、组装、采集和放置(例如包装、码垛和SMT)、产品检测和测试等,具有高效性、持久性、高效率和准确性。

工业机器人是先进制造业的关键支撑装备。中国制造业想要实现智能制造,不仅需要开发、应用多种多样的工业机器人,更要加快发展以全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人为代表的六大标志性工业机器人,推进工业机器人向中高端迈进。

1.全自主编程智能工业机器人

根据《机器人产业发展规划》的相关规定,满足智能制造及先进制造业发展的全自主编程工业机器人,自由度要在6以上,适应工件尺寸范围在1m*1m*0.3m以上。该类工业机器人需要具备智能工艺专家系统,自动获取信息,生成作业程序(全过程非示教,自动编程时间小于1秒),以满足喷涂、抛光、打磨等复杂的作业要求。

2.弧焊机器人

弧焊机器人即用于自动弧焊的工业机器人,其组成原理与点焊机器人基本相同,主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。弧焊机器人通常由机器人本体、控制系统、示教器、焊接电源、焊枪、焊接夹具、安全防护设施等多个部分组成。

在向中高端升级的过程中,弧焊机器人要广泛应用焊缝轨迹电弧跟踪、高压接触感知、焊缝坡口宽度电弧跟踪等多种关键技术,集中研发6自由度多关节机器人,达到中厚板弧焊机器人额定负载≥10kg,薄板弧焊机器人额定负载6kg等技术指标。

3.人机协作机器人

人机协作机器人是与人类在共同工作空间中有近距离互动的机器人,是当下工业机器人领域的发展重点。以往大部分的工业机器人是自动作业或是在有限的导引下作业,不需要考虑和人类近距离互动。而随着工业4.0越来越近,人与机器携手合作、发挥各自的专长,也就越来越必要,越来越迫切了。

面向未来智造趋势的人机协作机器人,应是6自由度以上的多关节机器人,自重负载比小于4,重复定位精度±0.05mm,力控精度<5N,碰撞安全监测响应时间<0.3s,选配本体感应皮肤的整臂安全感应距离<1cm,防护等级IP54。应适用于柔性、灵活度和精准度要求较高的行业(如电子、医药、精密仪器等),同时满足更多工业生产中的操作需要。

4.重载AGV

AGV即无人搬运车(Automated Guided vehicle)的简称。通过装备自动化导引装置,AGV可以沿规定路径行驶,并完成物料搬运与安全保护,可代替叉车及拖车等传统搬运设备,实现少人化乃至无人化操作。

AGV机器人具有极高的工作效率,不仅大大降低了人工成本,也极大地减少了工作中的意外事故,因此在工业领域异常火热,也是未来智能制造领域必不可少的搬运装备。

在促进工业机器人迈向中高端领域的过程中,重载机器人是一大标志性产品。根据《机器人发展规划》,重载AGV的指标有以下几项——

驱动方式:全轮驱动;最大负载能力40000Kg;最大速度:直线20m/min;转弯半径:2m;辅助磁导航精度:±10mm;防碰装置:激光防碰;举升装置:车体自举升;举升行程:最大100mm。

5.双臂机器人

随着现代制造业不断向智能制造方向迈进,单臂机器人的局限性越来越明显,不能完成的工作任务、不能适应工作场景越来越多。在此情况下,双臂机器人应运而生。双臂双动力器人模仿了人体双臂的协作原理、具备双臂分别操作功能。双臂甚至多臂协作机器人,完美适应并有效促进了智能制造,实现了机器与人的完美协同、共存共享。

根据《机器人产业发展规划》,双臂机器人的核心指标包括以下几个方面——

每个单臂6自由度以上,关节转动速度≥±180°/s,双臂平均功耗<500W,拥有双臂碰撞检测的路径规划功能,集成双目视觉定位误差<1mm,2指/3指柔性手爪行程≥50mm,抓取力≥30N,重复定位精度±0.05mm,适用于3C电子等行业的零件组装产线。

6.真空(洁净)机器人

真空(洁净)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。研发真空机器人的关键技术包括真空环境下传动润滑、直驱控制、动态偏差检测与校正及碰撞检测与保护等。

真空机械手通用性强、用量大、受限制、难进口,是制约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,当下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。

根据相关政策标准,符合我国智能制造确实的真空机器人,应满足真空最大负载15kg,洁净最大负载210kg,重复定位精度±0.05~0.1mm等核心指标。 

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