【《六轴关节机器人发展国内外研究现状的文献综述》2500字】

六轴关节机器人发展国内外研究现状的文献综述1.1国外研究现状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。对于3C行业，ABB公司目前有着很多成熟的产品。其机器人产品有IRB120、IRB140等已经实际应用于全球的3C行业，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。可以承受的负载为6kg，工作空间半径为810mm，安装方式多样[10]。下图1.2为ABBIRB140机器人。图1.2ABBIRB140机器人Fig.1.2ABBIRB140robot安川电机是日本最大的机器人研发公司。安川机器人负载大，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MOTOMIN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1.3所示的目前世界上最小的工业用六轴机器人MOTOMINI[11]，可以用于小型部件的组装，以及电子零件的插入装配。图1.3安川MOTOMINI机器人Fig.1.3YaskawaMOTOMINIrobot再比如UNIVERSALROBOTS公司生产的产品优傲UR3e协作机器人，其特点为六个轴都可以360度自由旋转，重量很轻，负载为3KG。其适用于对于产品的质量，精度要求较高的场合，可以完成装配涂胶等一系列工作。其外形紧凑且编程简单，哪怕没有工作经验的工人也可以完成该机器人可视化的编程方式。下图1.4所示为UR3e协作机器人。图1.4UR3e协作机器人Fig.1.4Ur3ecooperativerobot1.2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光明[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也有一些比较好的研究成果和商业产品。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。在笔记本外壳的加工中，通过专用设备来实现对外壳的成形加工，由下图1.5所示的珞石XB系列机器人可以完成上料、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，适合3C行业实际工况。图图1.5珞石XB系列机器人Fig.1.5LuoshiXBseriesrobot新松机器人公司着重于机器人技术，在中国机器人领域占有重要地位[15]。下图1.6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。图图1.6新松工业机器人Fig.1.6XinsongIndustrialRobot其具有各种智能传感系统，先进的通信方式，而且体积小。可广泛适用于3C行业，可对于小型工件完成一系列生产线加工动作。新松不只有传统的机器人还有协作机器人，其为自由度，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3C行业的多变化生产线。其具有极高的灵活度，精确度，同时十分注重安全性，这将引领全新的机器人时代。其运行速度快，如下图1.7所示的机器人[16]。此外，协作机器人也有视觉检测系统专门针对于电子行业其零件较小且比较复杂的现状。图图1.7新松机器人SCR5Fig.1.7Shin-songrobotSCR5华数机器人是一家集研发制造于一体的高新术产业。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1.8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1.8华数HSR-JR603机器人Fig.1.8WasuHSR-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。1.3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。3.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.圳国家高技术产业创新中心智能经济研究所团队.从汽车到3C，工业机器人系统集成应用新机遇[J].智能机器人,2019(03):19-21.ChunliLiuetal.Cognitivecomputingforintelligentrobotsinassistingpreschoolchildren[J].IntelligentServiceRobotics,2020,1:1-11.工业机器人在3C行业将迎来新一轮的爆发期[J].智能机器人,2019(03):1.QingBinTongetal.HarmonicGearReducerTransmissionErrorAnalysisandDetection[J].AdvancedMaterialsResearch,2013,2393:375-380.贤集网.你所不了解的工业机器人，3C行业已经掀起巨变[EB/OL]./news/details_218435.html，2020-09-16安川电机官网.安川电机开发出4.3kg小型6轴工业机器人MotoMINI[EB/OL]./news/detail.aspx?id=71，2015-6-10张岳甫.我国工业机器人技术现状及产业化发展研究[J].中国高新技术企业,2017(03):3-4.季文超.我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J].电子元器件与信息技术,2020,4(08):64-65.腾讯网.珞石机器人：轻型工业机器人专家[EB/OL]./omn/20210226/20210226A02KQ200.html，2021-2-26白昊.新松机器人：“辽宁制造”的智慧密码[J].今日辽宁,2019(05):13-15.新松机器人官网.SCR5协作机器人[EB/OL]./index.php?m=content&c=index&a=show&catid=275&id=697，2019-4-21华数机器人官网.HSR-JR603工业机器人[EB/OL]./products-view-55.htmlMikkelRathPedersenetal.Robotskillsformanufacturing:Fromconcepttoindustrialdeployment[J].RoboticsandComputerIntegratedManufacturing,2016,37:282-29