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自動焊接機器人的現狀以及國內外發展趨勢

  焊接機器人具有焊接質量穩定、改善工人勞動條件、提高勞動生產率等特點,廣泛應用于汽車、工程機械、通用機械、金屬結構和兵器工業等行業。據統計,全在役的工業機器人中大約有一半用于各種形式的焊接工作領域。

  內外機器人領域發展近幾年有如下幾個趨勢:

  (1)工業機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修),而單機價格不斷下降,平均單機價格從91年的10.3萬美元降至97年的6.5萬美元。

  (2)機械結構向模塊化、可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化;由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機;外已有模塊化裝配機器人產品問市。

  (3)工業機器人控制系統向基于PC機的開放型控制器方向發展,便于標準化、網絡化;器件集成度提高,控制柜日見小巧,且采用模塊化結構;大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維修性。

  (4)機器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器,而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環境建模及決策控制;多傳感器融合配置技術在產品化系統中已有成熟應用。

  (5)虛擬現實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發展到用于過程控制,如使遙控機器人操作者產生置身于遠端作業環境中的感覺來操縱機器人。

  (6)當代遙控機器人系統的發展特點不是追求全自治系統,而是致力于操作者與機器人的人機交互控制,即遙控加局部自主系統構成完整的監控遙控操作系統,使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美發射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統成功應用的更著名實例。

  (7)機器人化機械開始興起。從94年美開發出“虛擬軸機床”以來,這種新型裝置已成為際研究的熱點之一,紛紛探索開拓其實際應用的領域。

  我的工業機器人從80年代“七五”科技攻關開始起步,在家的支持下,通過“七五”、“八五”科技攻關,目前已基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規劃技術,生產了部分機器人關鍵元器件,開發出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人;其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業的近30條自動噴漆生產線(站)上獲得規模應用,弧焊機器人已應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看,我的工業機器人技術及其工程應用的水平和外比還有一定的距離,如:可靠性低于外產品;機器人應用工程起步較晚,應用領域窄,生產線系統技術與外比有差距;在應用規模上,我已安裝的產工業機器人約200臺,約占全球已安裝臺數的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產業,當前我的機器人生產都是應用戶的要求,“一客戶,一次重新設計”,品種規格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低,而且質量、可靠性不穩定。因此迫切需要解決產業化前期的關鍵技術,對產品進行全面規劃,搞好系列化、通用化、?;O計,積推進產業化進程。

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