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20世紀(jì)90年代以來，大規(guī)模集成電路及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展使工業(yè)機(jī)器人的制造技術(shù)日臻成熟，機(jī)器人性能的改善和工作可靠性的提高以及其外形體積和價(jià)格的不斷下降，使其在汽車制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
在汽車裝配上,幾乎所有的工位均可應(yīng)用機(jī)器人來提高裝配作業(yè)的自動化程度,如車門的安裝儀表板的安裝、車燈的安裝等，以及點(diǎn)焊作業(yè)，涂膠作業(yè)，噴漆作業(yè)。
汽車行業(yè)中機(jī)器人的設(shè)計(jì)和應(yīng)用集中在方法、工具和步驟上，機(jī)器人技術(shù)不不斷發(fā)展讓工廠的管理者們降低成本，同時(shí)加強(qiáng)質(zhì)量和生產(chǎn)力。隨著機(jī)器人在汽車行業(yè)的廣泛應(yīng)用，制造裝配系統(tǒng)、工廠安全可靠以及實(shí)時(shí)性能的評估和控制就變得尤為重要。汽車機(jī)器人的停機(jī)，每分鐘就可能給企業(yè)帶來重大損失。以美國汽車工廠為例，機(jī)器人停機(jī)所造成的損失每分鐘可達(dá)5000-10000美元，有的甚至高達(dá)20000美元。所以，如何合理應(yīng)用工作機(jī)器人和未來機(jī)器人的發(fā)展方面成了人們普遍關(guān)心的問題。
機(jī)器人的電源、控制器和安全系統(tǒng)都安裝在噴涂室外的控制箱內(nèi)。由于控制箱也采用模塊化的設(shè)計(jì)，因此能很方便地針對客戶實(shí)際的涂裝流程進(jìn)行優(yōu)化的配置。在杜爾公司生產(chǎn)的先進(jìn)的涂裝系統(tǒng)中，采用了多運(yùn)動柔性控制技術(shù)，將機(jī)器人的控制和噴涂流程的控制集成在一起進(jìn)行處理，不需要再設(shè)置噴涂流程的控制了。 在汽車的生產(chǎn)過程中，除了在噴涂生線上的應(yīng)用，有整個(gè)生產(chǎn)中的焊接、安裝、物流配送等方面都有應(yīng)用。而且大大提高了工作效率，降低了生產(chǎn)成本。為企業(yè)帶來的很大的好處，而且隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)廠的應(yīng)用也會越來越廣泛。 未來機(jī)器人的發(fā)展方向 隨著知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，高技術(shù)已成為世界各國爭奪的焦點(diǎn)，而機(jī)器人技術(shù)作為科技經(jīng)濟(jì)的必爭之地，世界各國對機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)與研究也傾注了大量的精力。那么就目前的機(jī)器人技術(shù)而言，還有哪些需要提高的問題呢？下面我們?nèi)齻€(gè)方面就機(jī)器人的未來發(fā)展方向和大家作一個(gè)探討。 1、 系統(tǒng)發(fā)展方式 工業(yè)機(jī)器人必須改變過去的"部件發(fā)展方式",而優(yōu)先考慮"系統(tǒng)發(fā)展方式"。考慮到我們即將進(jìn)入敏捷制造的時(shí)代,我們更應(yīng)該從組成敏捷生產(chǎn)系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),考慮工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。 從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā),首先要考慮如何能和其他設(shè)備方便地實(shí)現(xiàn)連接及通信。機(jī)器人和本地?cái)?shù)據(jù)庫之間的通信從發(fā)展方向看是場地總線,而分布式數(shù)據(jù)庫之間則采用以太網(wǎng),我國應(yīng)該根據(jù)國際的情況盡快地制訂相應(yīng)的通信規(guī)范及協(xié)議,以便我們在開發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)可以遵循?？傊?從系統(tǒng)觀點(diǎn)來看,設(shè)計(jì)和開發(fā)機(jī)器人必須考慮和其他設(shè)備互聯(lián)和協(xié)調(diào)工作的能力。 2、 編程語言及編程方式 通用的工業(yè)機(jī)器人程序語言仍是動作級語言,雖然開發(fā)了很多種任務(wù)級語言,但多不實(shí)用。隨著OO技術(shù)的發(fā)展及離線編程技術(shù)的成熟,任務(wù)級語言可能會日趨成熟。但在可以預(yù)見的將來,由于"任務(wù)"的復(fù)雜性,實(shí)用的語言仍將是動作級語言。 目前的編程語言仍然是供應(yīng)商獨(dú)立開發(fā),五花八門,各式各樣。在今后的發(fā)展中,隨著機(jī)器人控制器采用通用計(jì)算機(jī)已成為一個(gè)主流,機(jī)器人語言完全可以像計(jì)算機(jī)語言一樣規(guī)范化,這將大大有利于系統(tǒng)集成,便于系統(tǒng)的編程、仿真及監(jiān)控。當(dāng)前在形成我們自己的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中,完全有條件制訂機(jī)器人語言規(guī)范,特別是動作級的編程語言規(guī)范。這樣系統(tǒng)可以在統(tǒng)一的語言下進(jìn)行編程,經(jīng)仿真驗(yàn)證后,通過輸出接口直接下裝到每一臺機(jī)器人,通過輸入接口對整個(gè)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,并可保留原有的編程資料。相對而言底層設(shè)備的"集成框架"的開發(fā)工作,應(yīng)及早安排。 機(jī)器人編程方式是一個(gè)大問題。目前仍在廣泛應(yīng)用的示教編程方式,在機(jī)器人發(fā)展的歷史上起過不可磨滅的作用。如今,機(jī)器人作為一個(gè)群體在生產(chǎn)線上工作,例如汽車車身組裝線,有的多達(dá)上百臺機(jī)器人。當(dāng)投產(chǎn)一個(gè)新產(chǎn)品時(shí),仍采用示教方式編程,則占用時(shí)間過長,嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。生產(chǎn)進(jìn)入敏捷制造后,因?yàn)楫a(chǎn)品變化非常頻繁,這一問題就顯得更加突出,應(yīng)該說到了非解決不可的時(shí)候了。 依今天實(shí)現(xiàn)的條件,可從三方面著手:一是改進(jìn)結(jié)構(gòu),改善加工精度;二是在開發(fā)新一代控制器時(shí),有必要重新研究誤差補(bǔ)償問題,研究實(shí)用化方法;三是加入傳感器來補(bǔ)償機(jī)械精度。這一問題的解決,可使機(jī)器人的編程和機(jī)床的數(shù)控設(shè)備一樣,完全可以實(shí)現(xiàn)離線編程,配合易于大規(guī)模安全修改的軟件,就可實(shí)現(xiàn)"敏捷制造生產(chǎn)線"。 3、傳感器的引入及機(jī)器人本體的進(jìn)化 十多年來,各式各樣的機(jī)器人傳感器發(fā)展得很快,隨著微機(jī)構(gòu)的出現(xiàn),下一世紀(jì)將是傳感器發(fā)生革命性變化的時(shí)代。超小型化、高可靠性及廉價(jià)的傳感器的出現(xiàn),將從根本上改變機(jī)器人編程及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 隨著炭纖維增強(qiáng)的材料的出現(xiàn),及大量關(guān)于彈性臂的研究,有可能實(shí)現(xiàn)長期以來人們所追求的負(fù)載/自重比為1∶2的輕型機(jī)器人。另外一個(gè)瓶頸問題是驅(qū)動單元問題。從過去的經(jīng)驗(yàn)來看,形狀記憶合金、磁至伸縮、氣動伸縮驅(qū)動單元的應(yīng)用范圍很有限,驅(qū)動主體還是電機(jī)。但電機(jī)的自重是一個(gè)有待解決的老問題,從目前來看,還沒有什么新的概念和原理出現(xiàn),研究的重點(diǎn)還是開發(fā)耐高溫及具有高校頑磁力的磁性材料,另外把力及力矩傳感器、加速度傳感器等和電機(jī)及驅(qū)動單元組合成所謂新傳感驅(qū)動單元。 相信通過對工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)改進(jìn)，更多的新的，前沿的技術(shù)將會應(yīng)用到機(jī)器人中，包括機(jī)器人的人體化，光柵技術(shù)的應(yīng)用，使機(jī)器人更加靈活、精確地完成各種復(fù)雜的工作，為企業(yè)帶來更大的效益。 相關(guān)閱讀：
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