综 述
“工业机器人”这种自动化装置出现的比较晚,它的研究工作是50年代初从美国开始的日本,苏联,欧洲的研制工作比美国大约晚十年,但是日本的发展速度比美国快,欧洲特别是西欧各国比较注意工业机器人的研制和应用,其中英国,联邦德国,瑞典,挪威等国的技术水平高,产量也大。1954年美国人G.C戴万获得了一项工业机器人专利。到1958,美国机械与铸造公司(A.M.F)研制成功一台数控自动通用机,并以“工业机器人”为商品广告投入市场,这就是世界上最早的工业机器人。从此之后,工业机器人技术的发展大致经历了以下几个阶段。(1)1963~1967年为实验定型阶段;(2)1968~1970年为实际应用阶;(3)1970年至今一直处于技术发展和推广应用阶段【1】。
发达国家在发展机器人过程中具有几种模式。美国模式:整体研发设计与对外采购机器人本体相结合,重在系统开发与应用。德国模式:机器人本体的生产和用户所需要的系统设计制造全由一家机器人厂商完成。日本模式:产业链整体推进,即以机器人本体,关键零部件研发和生产为核心,由子公司或系统集成公司设计制造各行业所需要单的机器人成套系统。韩国模式:采购与成套设计,集成相结合。机器人企业通常通过进口关键零部件,自行设计,制造配套的外围设备【2】。
全球工业机器人数量呈递增态势,应用广泛,市场前景良好。工业机器人正朝着精密化,智能化,微型化方向发展,并且广泛应用于农业,建筑,医学,军事等各大领域。同时,工业机器人在完成复杂的作业要求,提高自动化水平和经济效益等方面发挥举足轻重的作用【3】。
机器人的生产应用比较广泛,涉及到了从铸造,锻压,热处理,数控CNC加工,激光加工,表面处理及产品零部件组装调试等过程,其实现的功能,包括基本的自动取放料,自动物流的实现及工艺动作完成等方面。其中,自动取放料的实现过程,约占机器人全部应用的85%以上,是机器人生产应用最主要的方面。机器人在实际生产过程中,发挥了极大的作用,尤其是在工艺较稳定的简单重复性动作过程中,以及人工负荷较大,较频繁的场合。作业工况较恶劣的环境,有效的降低了人工劳动强度,降低了人力需求,提升企业自动化水平【4】。
工业机器人的发展遍布世界各地,亚太地区,美洲和非洲的机器人销量都已达到了历史上最高水平。而日本,美国,韩国和德国占全球机器人市场的50%。当然,中国的发展是最快的。目前,中国是全球机器人年销量最大的市场,也是世界发展速度最快的市场,基本上世界上每售出5台机器人就有一台安装在中国。人类和机器人的共同协作也成为一种趋势。人机协同是一种非常好的趋势,同时也是一个非常重要的挑战。只有实现了良好的协同运作才能真正推动工业机器人的长远发展和开拓【5】。
随着科技的进步,市场的发展,机械手在工业生产线上广泛应用已成为趋势,毫不夸张的说,机械手是走向先进制造的一个标志,是衡量一个国家先进制程业水平的主要标志之一。利用PLC可编程控制技术与液压技术相结合来设计制造机械手,可以使整个系统自动化程度更高,控制方式更灵活,性能更加可靠,尤其在一些高温,多粉尘,多有害气体的危险环境中,机械手就更为重要【6】。
基于液压驱动的动态试验系统相对于传统电机驱动功率密度大,间隙小,同时克服了电机驱动长时间频繁换向运行对减速器的损伤问题。但液压系统不确定性多,油温,伺服阀死区特性等对系统来说都是非线性的,问题排查及调试过程较为复杂【7】。
机电一体化的发展改变着人们的传统观念,机电一体化技术已经渗透到世界经济与技术发展的各个领域,成为世界技术竞争的制高点。机电一体化技术属高新技术,是当前发展最快的技术之一,也是先进制造技术的重要组成部分。它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代,使产品向高,精,尖迅速迈进,使劳动生产率迅速提高【8】。
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