智能装备制造--工业机器人简介.ppt

智能装备制造 工业机器人简介 资讯1 6月5日 2015世界机器人大会 新闻发布会在北京召开 工业和信息化部副部长毛伟明在讲话中介绍 近年来我国工业机器人市场需求呈现井喷态势 调查报告显示 2014年我国工业机器人销售量达到5 7万台 同比增长55 约占全球销量四分之一 连续两年成为全球第一大工业机器人市场 资讯2 近期国务院发布的 中国制造2025 目标是实现由制造大国向制造强国迈进 其核心就是要抢占新一轮国际制造业的竞争制高点 其主要措施就是深入推进工业化和信息化深度融合 其主攻方向就是智能制造 而机器人 3D打印 智能工厂则是其重要支撑和依托 2015年工信部将重点开展的工作之一便是制定我国 机器人产业 十三五 发展规划 以此引导行业发展 据悉 规划计划于今年10月底完成 在此基础上 工信部将积极争取有关政策 支持机器人的研发 推广应用以及标准体系建设 并加强机器人在重点制造领域的推广应用 资讯3 根据国际机器人联盟 IFR 预测 2013年至2016年估计会有2200万个人 家用机器人得到销售 其中 家用机器人销量估计为1550万台 销售额达56亿美元 而随着云机器人技术获得重大突破 小型家庭用辅助机器人将大幅度降低生产成本 将在2020年之前形成至少累计416亿美元的新兴市场 目录 一 机器人的发展概况 二 机器人的应用领域 三 机器人的基本结构 四 机器人核心技术 五 上海机器人产业园简介 六 邳州承接机器人产业园的模式 机器人的发展概况 1 国外机器人美国在50年代末就发明了第一台机器人 日本在七十年代开始机器人产业化 FANUC 安川 三菱 50年代成立的FANUC等 法国NAO机器人 人工智能机器人 ABB机器人公司 种类最多的工业机器人 FANUC NAO机器人 ABB机器人 机器人的发展概况 2 我国机器人发展阶段理论初级研究阶段 1975 1985年研究初步阶段 清华 哈工大 华中科技大 华南理工 上海交大 沈阳自动化所等 机器人试制阶段 1986 1995研发机构 多种机器人 制造 重视工业机器人应用 机器人之父 熊有伦 机器人技术基础 1995年出版应用阶段 1987 2000年1975 1985 研究的初步阶段 沈阳自动化 一汽等 机器人的发展概况 初步产业化阶段 2001 2013广州数控 沈阳新松 奇瑞装备等 工业机器人批量生产创新研究与人才培养 2014 今后研发 关键技术 创新 理论 自主产权 发展阶段应用 技术人员 使用 维护保养 编程调试 本体 电柜 示教盒 国内工业机器人市场现状 欧洲和日本占据天下 ABB KUKA 库卡 FANUC 发那科 YASKAWA 安川 等四大家族占国内60 80 市场 国内主要机器人生产企业 新松机器人 广州数控 哈工大博实 昆山华恒 奇瑞装备 机器人的发展概况 工业机器人主要应用 弧焊机器人 激光焊机器人 电阻焊机器人 自动化焊接机器人 点焊机器人 等离子切割机器人 工业机器人主要应用 清洁机器人 上料机器人 物料输送机器人 材料去除机器人 包装机器人 喷漆机器人 工业机器人主要应用 部件移动机器人 装配机器人 打保险机器人 自动钻孔机器人 设备维护机器人 包装机器人 工业机器人主要应用 堆跺机器人 涂层机器人 去毛刺机器人 磨销机器人 高温喷涂机器人 工业机器人主要应用 医用并联机器人 工业机器人主要应用 三杆并联机床 1 SCARA 水平机器人 2 直交机器人 3 串联式机器人 4 并联式机器人 当前工控界比较常见的主流机器人有以下几种 常用机器人的分类 常用机器人的分类 1 SCARA 水平机器人 SCARA SelectiveComplianceAssemblyRobotArm 中文译名 选择顺应性装配机器手臂 是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人 也有人叫做水平关节型机器人 SCARA机器人有3个旋转关节 其轴线相互平行 在平面内进行定位和定向 另一个关节是移动关节 用于完成末端件在垂直于平面的运动 这类机器人的结构轻便 响应快 比一般关节式机器人快数倍 它最适用于平面定位 垂直方向进行装配的作业 例如 快速将一件小物件从一条输送带移动到另一条输送带上并排列好 三 常用机器人的分类 2 直交机器人直角坐标机器人概念 工业应用中 能够实现自动控制的 可重复编程的 多功能的 多自由度的 运动自由度间成空间直角关系 多用途的操作机 他能够搬运物体 操作工具 以完成各种作业 直角坐标机器人的特点 1 多自由度运动 每个运动自由度之间的空间夹角为直角 2 自动控制的 可重复编程 所有的运动均按程序运行 3 一般由控制系统 驱动系统 机械系统 操作工具等组成 4 灵活 多功能 因操作工具的不同功能也不同 5 高可靠性 高速度 高精度 6 可用于恶劣的环境 可长期工作 便于操作维修 2020 3 16 19 可编辑 常用机器人的分类 3 串联式机器人串联式机构是一个开放的运动链 openloopkinematicchain 其所有的运动杆件并没有形成一个封闭的结构链 串联式机构特点包括 1 工作空间大 2 运动分析较容易 3 可避免驱动轴之间的耦合效应 4 机构各轴必须独立控制 并且需搭配编码器与传感器用来提高机构运动时的精准度 常用机器人的分类 4 并联式机器人并联机器人和传统工业用串联机器人在应用上构成互补关系 它是一个封闭的运动链 closeloopkinematicchain 和串联机器人相比较 并联机器人具有以下特点 1 不易有动态误差 无累积误差 精度较高 2 运动惯性小 3 结构紧凑稳定 输出轴大部份承受轴向应力 机器刚性高 承载能力大 4 为热对称性结构设计 热变形量较小 5 在位置求解上 串联机构正解容易 反解困难 而并联机构正解困难 反解容易 6 工作空间较小 7 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置 这样运动部分重量轻 速度高 动态响应好 8 完全对称的并联机构具有较好的各向同性 根据这些特点 并联机器人在需要高刚度 高精度 大荷重 工作空间精简的领域内得到了广泛应用 机器人系统的基本结构 机械本体 机器人的机械本体机构基本上分为两大类 一类是操作本体机构 它类似人的手臂和手腕 另一类为移动型本体结构 主要实现移动功能 驱动伺服单元 伺服单元的作用是使驱动单元驱动关节并带动负载按预定的轨迹运动 已广泛采用的驱动方式有 液压伺服驱动 电机伺服驱动 气动伺服驱动 3 计算机控制系统 各关节伺服驱动的指令值由主计算机计算后 在各采样周期给出 机器人通常采用主计算机与关节驱动伺服计算机两级计算机控制 传感系统 除了关节伺服驱动系统的位置传感器 称作内部传感器 外 还配备视觉 力觉 触觉 接近觉等多种类型的传感器 称作外部传感器 5 输入 输出系统接口 为了与周边系统及相应操作进行联系与应答 还应有各种通讯接口和人机通信装置 2020 3 16 功能部件成本 伺服电机 27 减速机 35 机械 19 控制器 16 其他 3 50KG机器人成本比例 高精度减速机 伺服电机和驱动器 主要依赖进口国产工业成本高无法与国外竞争 工业机器人核心技术 工业机器人核心技术 工业机器人核心部件与技术 未端执行器与本体 基本自主研制 谐波减速器 依赖进口 控制系统 进口占80 伺服系统 进口占80 耗能耗材最大 核心软件技术 高精度机器人减速机 基本依赖进口 伺服电机和驱动器 大多需要进口 机器人控制器 性能与国外较大差距 四 工业机器人核心技术 上海机器人产业园 宝山 上海机器人产业园位坐落于上海市宝山区顾村工业园区内 顾村工业园区成立于1994年 二 六年经上海市政府批准整合升级为市级工业园区 列入为上海市104产业园区总占地面积共3 09平方公里 是2012年经上海市经信委批准设立 以上海市 十二五 产业发展规划和宝山区顾村镇区域发展规划为政策指导的特色重点工业园区 功能定位 一主一辅一配套 整体规划 三区两轴一核心 上海机器人产业园 一配套 建设高端生产性服务业集群为 配套 一辅 以建设相关职能装备制造基地 一主 以建设机器人产业链为核心的产业集群 上海机器人产业园 宝山 三区 机器人研发及成果转化区 总部经济区 智能装备制造区 两轴 沿横贯园区 东西向的友谊西路主干道打造的现代化 多元化综合性商务轴和沿纵贯园区 南北向的富联路打造的体现工业生态和谐共融的生态景观轴 一核 机器人产业园公共服务核心区 上海机器人产业园 宝山 上海产业园区布局 目前 园区入驻企业100多家 发那科机器人公司 鑫燕隆汽车流水线制造公司 法维莱轨道交通车辆公司 网络net餐饮服务机器人公司等机器人生产 服务 应用企业已经落户园区 上海机器人产业园到2017年要引进国内外机器人制造相关企业机构600家 计划招商引资额度达到200亿元 力争成为中国智能装备制造业的示范基地 以何种形式建设机器人园区 以何种形式建设机器人园区 托管模式 股份合作模式 产业招商模式 一 托管模式 委托方在开发区内划出一块园区 托管给具有管理 资金和产业基础等优势的受托方 全权委托其操作 包括园区发展定位 产业选择 招商引资 基础和公共设施建设等 这种模式主要是通过托管协议 要求受托方编制共建园的总体规划 进行基础设施投资和建设 负责产业招商 甚至承担一定的社会管理责任 并同意受托方获得园区前期开发所有收益 一般为5年 后期收益由合作双方按比例分享 二 股份合作模式 在现有开发区中设立共建园 交由合作双方成立的合资股份公司管