【六轴关节机器人发展研究的国内外文献综述2100字】

六轴关节机器人发展研究的国内外文献综述1.1国外研究现状及发展趋势国外对于工业机器人相关研究已有60多年历史[9]。目前国外各大机器人公司也把视线聚焦到了3C行业。比如ABB公司。ABB公司总部位于瑞士苏黎世。拥有130多年的历史。业务遍布全球100多个国家。员工超过10万人。ABB致力于电气，机器人，自动化等领域，是全球技术领导产业。对于3C行业，ABB公司布局较早，很早就开始在全球涉及手机，家电等产业。其机器人产品有IRB120、IRB1200、IRB140、IRB14000YuMi®、IRB360FlexPicker®等已进驻全球各地工厂，可以实现装配，搬运，检测等功能。例如IRB140，其外形紧凑，但是功能强大。具有小，快，强等特点的六轴机器人，有效荷重6kg，工作范围长达810mm，安装方式多样[10]。下图1.1为ABBIRB140机器人。图1.图1.1ABBIRB140机器人Fig.1.1ABBIRB140robot安川电机是日本最大的机器人研发公司。安川机器人复杂大，稳定性好，目前安川机器人种类繁多，且性能优良。针对3C电子行业安川也有许多机器人。比如安川拥有电子部件的专用的搬运机器人MOTOMINI.人机协作机器人HC10,可以完成组装作业的SDA机器人系列等专为3C行业设计的工业机器人。据安川电机官网显示其研发出了如下图1.2所示的目前世界上最小的工业用六轴机器人MOTOMINI[11]，可以用于小部件的组装，以及电子零件的插入装配。图1.图1.2安川MOTOMINI机器人Fig.1.2YaskawaMOTOMINIrobot1.2国内研究现状及发展趋势1.2.1国内研究现状做为最大的发展中国家，目前我国在机器人方面发展迅猛。但不可否认我国工业方面大而不强，随着经济环境的变革，我国必须改变以往的环境污染，大量劳动力，密集型的工业模式。从粗放的模式向着精细化发展实现环境友好型[12]。目前我国工业机器人正处于快速发展的阶段，得益于经济转型，政策支持，使得工业机器人的发展前景十分巨大[13]。相信在中国制造2025计划之际，机器人产业定会蓬勃发展。目前国内对于3C行业所使用的工业机器人有一些比较好的研究成果。珞石机器人，作为国内轻型工业机器人中的翘楚，积极投身于工业机器人、协作机器人的创新与研发，正在不断开拓应用领域。在手机玻璃盖板加工中，通过精雕机设备来实现对玻璃的成形加工，由下图1.3所示的珞石XB系列机器人在精雕机内完成上料、下料等一系列动作，整体效率大大提高而且可以适应各种工况长远来看成本减低[14]。其特色为定位精度高，而且结构灵巧紧凑，适合3C行业实际工况。图1.图1.3珞石XB系列机器人Fig.1.3LuoshiXBseriesrobot新松机器人自动化股份有限公司是着重于机器人技术的科技公司，是国际上机器人产品线最全厂商之一,在中国机器人领域占有重要地位[15]。下图1.4为新松机器人公司研发的4kg工业机器人主要应用于电子信息等3C行业。图1.图1.4新松工业机器人Fig.1.4XinsongIndustrialRobot其具有各种智能传感系统，先进的通信方式，体积小。可广泛适用于电子行业，可实现小型工件的检测，搬运，装配等。新松不只有传统的机器人还有协作机器人，其为7自由度，具有示教引导功能，适用于紧凑高精度的生产线，可以完成搬运，焊接，检测，打磨等各种工作，特别适用于布局紧凑、精准度高的柔性化生产线。其具有极高的灵活度，精确度，同时十分注重安全性，这将引领全新的工业模式，进入人机协作的全新时代。其运行速度快，以下图1.5所示的多可系列机器人SCR5为例，其末端最大速度可达2m/s[16]。此外，协作机器人也有视觉检测系统，完美解决了针对于3C行业其零件较小且比较复杂的关键问题。图1.图1.5新松机器人SCR5Fig.1.5Shin-songrobotSCR5华数机器人是武汉华中数控股份有限公司旗下子公司，是国内工业机器人的领军品牌，集研发制造与一体的高新技术产业。目前华数机器人面向3C行业推出多款关节机器人，比如下图1.6所示的HSR-JR603其速度快，性能好，精度高，安装方便，体积小。具有视觉，力反馈等适应3C行业的各类需求[17]。图1.图1.6华数HSR-JR603机器人Fig.1.6WasuHSR-JR603robot通过以上国内外的研究现状和现有产品分析归纳总结有目前产品已由最初的移动搬运功能的实现以及速度提高等方向向着智能化方向转变，比如多家企业产品增加了反馈系统，智能传感系统，这意味着3C行业的六轴关节机器人未来是智能化的，同时在六轴关节机器人未来发展中视觉系统，路径规划，工作空间规划十分重要，这也是目前应用较少的部分，因此我在设计过程中要重点关注。1.2.2发展趋势目前六轴关节机器人发展迅速，总结起来有以下几点发展方向：1.可视化的发展传统的工人操作时需要用眼睛观察工作情况并做出分析，用机器人代替工人后也需要一双“眼睛”来分辨零件，检测零件的质量并做出反应，同时需要将这个信息反馈给控制系统完成闭环反馈这样对于工作的精度和合格率都是有巨大提升的。因此视觉系统在面向3C行业的关节机器人中具有十分巨大的发展前景[18]。2.轻量化的发展对于面向3C行业的关节机器人来说由于其操作对象体积很小，工作空间也较小，因此需要让机器人体积更小，更便捷更灵活以适应不同的工作对象，可以采用新型材料使其轻量化。但更重要的还是对于其各部件进行系统的专用设计以使其轻量化，小型化。1.人机协作化的发展机器人虽然具有高效率稳定的特点，但是其适应性和智能化程度目前还是不如工人。尤其是对于3C行业，电子产品更新换代特别快。因此对于这种个性化，小批量的订单。采用人机协作，只需要对工人进行简单培训就可以适应各种工作情况，使机器人的发展走向人机融合的道路[19]。4．柔性化的发展在2020年新冠肺炎疫情背景下，我们可以从新闻中看到很多企业比如比亚迪，中石化都“改行”做起来了口罩，以支援疫情。而这依赖于其生产线的柔性化，要想让企业的生产线上的机器人及其相应设备可以迅速调整转型，以适应不同的情况，这是企业生产发展的重要指标，而柔性化依赖于各种算法，数据，模拟演示等[20]，而这方面目前关节机器人等相关组成还是欠缺，有较大的发展空间。参考文献李伟.六自由度关节式机器人控制系统开发[D].华东理工大学,2014.赵凤娇,李彬,张彦云.机器人技术在3C产业中的应用[J].机器人技术与应用,2016(01):24-26.谭建荣.智能制造与机器人应用关键技术与发展趋势[J].机器人技术与应用,2017(03):18-19.优傲机器人亮相慕尼黑上海电子生产设备展推动协作机器人的3C产业应用[J].化工装备技术,2019,40(02):48.新松协作机器人助力3C行业自动化升级[J].智能机器人,2019(03):26.周科.六轴工业机器人设计与轨迹规划方法研究[D].哈尔滨工业大学,2013.韩建海.工业机器人[M].武汉:华中科技大学出版社,2015.于成涛,张静旖,吴英彪.机器人轻量化材料应用的研究进展[J].新材料产业,2019(12):41-45.龚仲华,龚晓雯.工业机器人完全应用手册[M].人民邮电出版社:助力两化深度融合,201701.610.肖遥.六自由度核燃料棒组装机器人结构设计与仿真分析[D].哈尔滨工业大学,2015.张文强.6kg工业机器人路径规划及运动仿真研究[D].合肥工业大学,2017.丁渊明.6R型串联弧焊机器人结构优化及其控制研究[D].浙江大学,2009.康国坡,陈新度,夏鸿建.基于动力学分析的喷涂机器人电机选型[J].机械设计与制造，2012:148-150.刘海涛,梅江平,赵学满,黄田.一种2自由度球面并联机构动力学建模与伺服电机参数预估[J].中国科学(E辑:技术科学),2008(01):111-124.吴文杰.六关节工业机器人伺服电机选型方法[J].机械