柔性時代的產(chǎn)物,新一代柔性協(xié)作機器人Xmate
(文章來源:中國機器人網(wǎng))
協(xié)作機器人也屬于工業(yè)機器人,但是和傳統(tǒng)的六軸機器人相比,在工藝上有什么區(qū)別?“在機器人行業(yè)的應(yīng)用中,傳統(tǒng)的六軸機器人廣泛應(yīng)用在汽車、3C行業(yè),而這些行業(yè)都屬于大的代工企業(yè),生產(chǎn)線成熟、工業(yè)穩(wěn)定,一年換產(chǎn)的幾率非常高,工程師編好程序,直接開始生產(chǎn)就可以了,像這種注重效率的應(yīng)用,必須使用六軸機器人,”王皓說道:“而在推廣的過程中,發(fā)現(xiàn)很多的小企業(yè),例如集成商,在生產(chǎn)線上換產(chǎn)非常頻繁,對于這些中小企業(yè),他們的訴求是更希望可以換產(chǎn)頻繁,易操作。最重要的一點就是安全,傳統(tǒng)的機器人總之要用安全圍欄圍起來,每年發(fā)生很多的事故,需要大量的成本在安全系統(tǒng),協(xié)作機器人需要和人共同完成生產(chǎn),必須解決安全性的問題。”
總結(jié)二者的區(qū)別就是,傳統(tǒng)工業(yè)機器人是單一的品種,批量大規(guī)模的生產(chǎn);協(xié)作機器人是定制化、多品種,小批量的生產(chǎn)。所以協(xié)作機器人必須滿足幾個特點:易用、安全、低成本。能夠自主規(guī)劃圖形化編程、拖動示教,降低系統(tǒng)集成培訓(xùn)、編程維護成本;安全的設(shè)計,降低硬件防護投入,減少占地面積減少安全投入。
第一代,基于傳統(tǒng)機器人的改造。這類協(xié)作機器人基于現(xiàn)有機型,負載、臂展選擇余地大,探測手段可選種類多;但是自重大導(dǎo)致速度必須很慢,而且精度安全性有一定的缺陷,舊產(chǎn)品設(shè)計思路與協(xié)作不符,改造成本高,與人機協(xié)作的理念有一些不太符合。
第二代,成本/性能達到較好平衡,且大規(guī)模生產(chǎn)并為大家所熟知的“協(xié)作”機器人。例如UR這一類市場占比較大的的協(xié)作機器人,特點就是輕量化、低電壓、負載小,是相對比較安全的一種傳統(tǒng)機器人變種,結(jié)構(gòu)簡單,對控制和規(guī)劃要求比較低,能夠滿足一般物料搬運、定位、和機床上下料的需求。但是在價格、易用性、柔性、安全性上海存在很多問題。
第三代,進化版協(xié)作機器人。以ABB為代表的協(xié)作機器人,具有精確的機械臂動力學模型,精確傳動模型以及振動補償;具備無扭矩傳感器,通過極大地降低自重和負載的方式把自身摩擦力、慣量對拖動、碰撞、力控的影響降低到足夠多的的水平。但是這個線纜在里面的設(shè)計不是一個重工的電機,線纜走向比較復(fù)雜,設(shè)計原理決定了無法做大負載機型,真正的落地還需要改進。
第四代,基于SEA的柔性機器人。Soft robot based on SEA(Serial Elastic Actuator),仿生手臂道路上的中間版本,也是目前成本和性能平衡性較好的下一代協(xié)作機器人技術(shù)。
這種機器人每一個關(guān)節(jié)有一個柔性傳感器,把傳統(tǒng)的前三代的位置控制,都是控制機器人的末端,從某一個點達到某一個點,根據(jù)時序進行控制,改成一個高控或者低控,直接力控制,可實現(xiàn)高動態(tài)力控,高靈敏拖動示教/碰撞檢測;真正用每一個關(guān)節(jié)的傳感器進行閉環(huán)的反饋,實現(xiàn)控制檢測,這些機器人都是我們認為在關(guān)節(jié)增加了力傳感器可以很好結(jié)果力控的柔性的一種機器人。
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