什么是工業機器人?
工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。工業機器人是自動執行工作的機器裝置,是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮,也可以按照預先編排的程序運行,現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。
1920年捷克作家卡雷爾·查培克在其劇本《羅薩姆的萬能機器人》中最早使用機器人一詞,劇中機器人“Robot”這個詞的本意是苦力,即劇作家筆下的一個具有人的外表、特征和功能的機器,是一種人造的勞力。它是最早的工業機器人設想。
20世紀40年代中后期,機器人的研究與發明得到了更多人的關心與關注。50年代以后,美國橡樹嶺國家實驗室開始研究能搬運核原料的遙控操縱機械手,如圖0.2所示,這是一種主從型控制系統,主機械手的運動。系統中加入力反饋,可使操作者獲知施加力的大小,主從機械手之間有防護墻隔開,操作者可通過觀察窗或閉路電視對從機械手操作機進行有效的監視,主從機械手系統的出現為機器人的產生為近代機器人的設計與制造作了鋪墊。
1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念,并申請了專利。該專利的要點是借助伺服技術控制機器人的關節,利用人手對機器人進行動作示教,機器人能實現動作的記錄和再現,這就是所謂的示教再現機器人?,F有的機器人差不多都采用這種控制方式。1959年第一臺工業機器人在美國誕生,開創了機器人發展的新紀元。
工業機器人在工業生產中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業,或是危險、惡劣環境下的作業,例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡單裝配等工序上,以及在原子能工業等部門中,完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。
20世紀50年代末,美國在機械手和操作機的基礎上,采用伺服機構和自動控制等技術,研制出有通用性的獨立的工業用自動操作裝置,并將其稱為工業機器人;60年代初,美國研制成功兩種工業機器人,并很快地在工業生產中得到應用;1969年,美國通用汽車公司用21臺工業機器人組成了焊接轎車車身的自動生產線。此后,各工業發達國家都很重視研制和應用工業機器人。
由于工業機器人具有一定的通用性和適應性,能適應多品種中、小批量的生產,70年代起,常與數字控制機床結合在一起,成為柔性制造單元或柔性制造系統的組成部分。
工業機器人應用有哪些優勢?
工業機器人能替代目前越來越昂貴的勞動力,同時能提升工作效率和產品品質。據了解,巨鼎機器人可以承接生產線精密零件的組裝任務,更可替代人工在搬運、裝配等不良工作環境中工作,并可與數控超精密銑床等工作母機結合制造模具,提高生產效率,替代部分非技術工人。
可以說,使用工業機器人可以降低廢品率和產品成本,提高了機床的利用率,降低了工人誤操作帶來的殘次零件風險等,其帶來的一系列效益也是十分明顯的,例如減少人工用量、減少機床損耗、加快技術創新速度、提高企業競爭力等。機器人具有執行各種任務特別是高危任務的能力,平均故障間隔期達60000小時以上,比傳統的自動化工藝更加先進。