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自动焊接机器人的现状以及国内外发展趋势

  焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点,广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等行业。据统计,全在役的工业机器人中大约有一半用于各种形式的焊接工作领域。

  内外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:

  (1)工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降,平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的6.5万美元。

  (2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;外已有模块化装配机器人产品问市。

  (3)工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

  (4)机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

  (5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制,如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

  (6)当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统,而是致力于操作者与机器人的人机交互控制,即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统,使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的更著名实例。

  (7)机器人化机械开始兴起。从94年美开发出“虚拟轴机床”以来,这种新型装置已成为际研究的热点之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。

  我的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步,在家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用,弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看,我的工业机器人技术及其工程应用的水平和外比还有一定的距离,如:可靠性低于外产品;机器人应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与外比有差距;在应用规模上,我已安装的产工业机器人约200台,约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业,当前我的机器人生产都是应用户的要求,“一客户,一次重新设计”,品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低,而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术,对产品进行全面规划,搞好系列化、通用化、模化设计,积推进产业化进程。

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