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码垛机器人技术

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   目前,国外码垛机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展,其现状及发展趋势主要体现在以下几个方面:

(1) 码垛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;国外已有模块化码垛机器人 产品问市。

(3)码垛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)虚拟现实技术在码垛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。

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

有关码垛机械手的设计技术

(1)码垛机器人机构技术

目前已经开发出了多种类型机器人机构,运动自由度从3自由度到7或8自由度不等,其结构有串联、并联及垂直关节和平面关节多种。目前研究重点是码垛机器人新的结构、功能及可实现性,其目的是使机器功能更强、柔性更大、满足不同目的的需求。另外研究码垛机器人一些新的设计方法, 探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比。同时机器人机构向着模块化、可重构方向发展。

(2)码垛机器人控制技术

现已实现了码垛机器人的全数字化控制,控制能力可达21轴的协调运动控制;基于传感器的控制技术已取得了重大进展。目前重点研究开放式、模块化控制系统,人机界面更加友好,具有良好的语言及图形编辑界面。同时码垛机器人的控制器的标准化和网络化以及基于Pc机网络式控制器已成为研究热点。编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外,离线编程的实用化将成为重点研究内容。

(3)数字伺服驱动技术

码垛机器人已经实现了全数字交流伺服驱动控制,绝对位置反馈。目前正研究利用计算机技术,探索高效的控制驱动算法,提高系统的响应速度 和控制精度;同时利用现场总线(PROFIBUS)技术,实现的分布式控制。

(4)多传感系统技术

为进一步提高机器人的智能和适应性,多种传感器的应用是其问题解决的关键。目前视觉传感器、激光传感器等已在码垛机器人中成功应用。下一步的研究热点集中在有效可行的(特别是在非线性及非平稳非正态分布的情形下)多传感器融合算法,以及解决传感系统的实用化问题。

(5)码垛机器人应用技术

码垛机器人应用技术主要包括码垛机器人工作环境的优化设计和智能作业。优化设计主要利用各种先进的计算机手段,实现设计的动态分析和仿真,提高设计效率和优化。智能作业则是利用传感器技术和控制方法,实现码垛机器人作业的高度柔性和对环境的适应性,同时降低操作人员参与的复杂性。目前,码垛机器人的作业主要靠人的参与实现示教,缺乏自我学习和自我完善的能力。这方面的研究工作刚刚开始。

(6)码垛机器人网络化技术

网络化使码垛机器人由独立的系统向群体系统发展,使远距离操作监控、维护及遥控脑型工厂成为可能,这是码垛机器人技术发展的一个里程碑。目前,码垛机器人仅仅实现了简单的网络通讯和控制,网络化码垛机器人是目前码垛机器人研究中的热点之一。



    

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