為機床工具企業提(tí)供深度市場分析                     

用戶名(míng):   密碼:         免(miǎn)費注冊  |   申請VIP  |  

English  |   German  |   Japanese  |   添加收藏  |  
沈陽機床

車床 銑床 鑽床 數控係統 加工中心 鍛壓(yā)機床 刨插拉床 螺紋加工機床 齒輪加工機床
磨床 鏜床 刀具 功(gōng)能部件 配件附件 檢驗測量(liàng) 機床電器 特種加(jiā)工 機器人

機器人(rén)

電工電力 工程機械 航空航天 汽車 模具
儀器儀表 通(tōng)用機械 軌道交通 船舶(bó)

搜索
熱門關(guān)鍵字:

數控機(jī)床

 | 數控車(chē)床 | 數控係統 | 滾齒機 | 數控銑床 | 銑刀 | 主軸 | 立式加工中心 | 機器人
您現在的位置:機器人> 技術前沿>七軸工業機器人 VS 六軸工業機器人,強(qiáng)在哪?
七軸工業機器人 VS 六軸工業機器人,強在哪?
2021-12-17  來(lái)源:-  作者:-

  
   近年來,跨國機(jī)器人巨頭們紛紛推出七軸工業機(jī)器人,以搶占高端新市場,這引發了我們對於七軸工業機器人的深入思考,它具有哪些獨特的技術優勢,存在哪些(xiē)研發(fā)難點,近年來國際上發布了哪(nǎ)些(xiē)工業七軸機器人產品,我(wǒ)國七軸工業(yè)機器人的研發及產業化又進入了哪一階段?

  工業(yè)機器人到(dào)底應該有幾個軸?
 
  目前,工業機器人已經被廣泛應用於各行各業,但我們也發現,工業機器人不僅形狀各異,其軸數也(yě)各(gè)不相同。所謂工業機器人的軸,可以用專業的名詞自由度來解釋,如果機器人具有三(sān)個自由度,那麽它可以沿(yán)x,y,z軸自由的運動,但(dàn)是它卻不能(néng)傾斜(xié)或者轉動。當機器人的軸數增加,對機器(qì)人而言,就是更高(gāo)的靈活性。那麽工業機器人應該有幾個軸(zhóu)才合理(lǐ)呢?
 
  三軸機器人也被稱為直角坐標(biāo)或者笛卡爾(ěr)機器人,它的三個軸可以允許機器人沿三個軸的(de)方向進行運動,這種機器(qì)人一般被用於簡單的搬運工作之中。
  
  
 四軸機器(qì)人,可以沿著(zhe)x,y,z軸進(jìn)行轉動,與(yǔ)三軸機器人不同的是,它具有一個獨立運動的第四(sì)軸,一般來說scara機器人就可以被認為是四(sì)軸機器人。
 
  五軸是許多工業機器人的配置,這些機器人可以(yǐ)通過x,y,z三個空間周進行轉(zhuǎn)動,同(tóng)時可以依(yī)靠基座(zuò)上的軸實現轉身的動作,以及手部可以靈活轉動的軸,增加(jiā)了其(qí)靈活性(xìng)。
 
  六軸機(jī)器人(rén)可以穿過x,y,z軸,同時每個軸可以獨立轉動,與五軸機器(qì)人的最大區別就是,多了一個可以自由轉動的軸。六軸機器人的代表就是優傲機器人,通過機器人身上的藍色蓋子,你可以很清楚的(de)計算出機器人的軸數。
 
  七軸機(jī)器(qì)人,又稱為冗餘機器人,相比六軸機器人額外的軸允許機器人躲避某些特定的目標,便於末端執行器到達特定的位置(zhì),可以更加靈活的適應某些特殊工作環境。
 
  隨著(zhe)軸數的增加,機器人的靈活性也隨之增長。但是,在目前的工業(yè)應用中(zhōng),用得最多的是三軸、四軸和六軸的工業機器人,這是因為,在某些應用中,並不(bú)需要很高的靈活性,而三軸和四軸機器人具有(yǒu)更高的成本效益,並且三軸和四軸(zhóu)機器人在(zài)速度(dù)上也(yě)具有很大的優勢。
 
  未來,在需要高靈活(huó)性的3C產業,七軸工(gōng)業機器人將擁有用武之地,隨著(zhe)其精(jīng)度不(bú)斷增加,在不遠的將來,它將取(qǔ)代(dài)人工(gōng)進行裝配手機等精密電子產品。
 
  七軸工業機器人比六軸工業機器人
 
  強在哪?
 
  從技術上來看,六軸工(gōng)業機器人存在什麽問題(tí),七軸工業機器人又強在哪?
 
  (1)改善(shàn)運動學特性
 
  在機器人(rén)的運動(dòng)學問題中(zhōng),三個問題使得(dé)機器人的運動受到非常大的限製。
 
  第一是奇異構(gòu)型。當機器人(rén)處於奇異構型時,它的末端執行(háng)器不(bú)能(néng)繞某個方向進行(háng)運動,或者施加力矩,因而奇異構型極大的影響了運動規劃。
 
  六(liù)軸機器人第六軸和第(dì)四軸共(gòng)線發生奇異
 
  第二是關節位移超限。在真實工作情況下,機器人每(měi)個關節的運動的角度範圍是受到限製的,最理想的(de)狀態(tài)是正負180度,但(dàn)是很多關節是做不到的。另外,七軸機器人(rén)可以避免角(jiǎo)速度運動過快,讓(ràng)角速度分配得比較均勻(yún)。
 
  新鬆七軸機(jī)器人各軸運動(dòng)範圍及最大(dà)角速度
 
  第三是工作環境中(zhōng)存(cún)在障礙。在工業環境(jìng)下,很多場合存在各種環境障礙(ài),傳統的六軸機器人(rén)無法隻(zhī)改變末端機構的姿態,而不改(gǎi)變末端機構的位置。
 
  (2)改善動力學特性
 
  對(duì)於七軸機器人而言,利(lì)用其冗餘(yú)自由度不僅可以通過運動軌跡規劃達到良好的運(yùn)動學(xué)特性,並(bìng)且我們可以利用其結構(gòu)實現最佳的動力學性能。
 
  七軸機器(qì)人可實現關(guān)節力矩的再分配,這裏涉及到機器人的靜力平衡的問題,也就是說,作用在末端的力,通過一定的算法算出每個關節承受(shòu)的力有多大。對於傳 統的六軸機(jī)器(qì)人來說,其每個關(guān)節的(de)力是(shì)一定的,它的(de)分配可能很不合理。但(dàn)是對於七軸機器人(rén)來說,我們可以通過控製算法調整各個關節的力矩,讓薄弱的環節承 受的力矩盡量小,是整個機器人的力矩分配比較(jiào)均勻,更加合(hé)理。
 
  (3) 容錯性
 
  機器人在發生故障時,如果有一關節失效,傳(chuán)統六軸機器人便無法繼續完成工作,而七軸機器人可以通過重新調整故障關節速度(運動學容錯)和故障關節力矩(動力學容錯)的再分配(pèi)實現(xiàn)繼續正常工作。
 
  國際巨(jù)頭們的七軸工業機器人產品
 
  無論從(cóng)產品角(jiǎo)度,還是從應用角度,七軸工業機器人目前(qián)都還處於初步(bù)發展階段,但各大廠商紛紛在各大展覽會力推相關產品(pǐn),可以(yǐ)想(xiǎng)見對其未來的發展潛力還是十分看好的。

  - 庫卡LBR iiwa
 
  2014年11月,庫卡在中國國際工業博(bó)覽會機器人(rén)展(zhǎn)上首次(cì)發布kuka第一款七自由度(dù)輕型靈(líng)敏機(jī)器(qì)人LBRiiwa。
 
  LBRiiwa七軸機器人基於人類手臂(bì)進行(háng)設計,其結合集成的傳感(gǎn)器係統(tǒng),使該輕型機(jī)器人具(jù)有可編程的靈敏性(xìng),並使(shǐ)其具備了非常高的精確度。而七軸(zhóu)的LBRiiwa所有的軸內均配備高性能(néng)碰(pèng)撞檢測功能、集成的(de)關節力矩傳感器,以實現(xiàn)人(rén)機協作。
 
  七(qī)軸的設(shè)計,使得KUKA的該款(kuǎn)產品有(yǒu)較高的靈活度,可輕鬆地越過障礙物。LBRiiwa機器人的結構采用鋁製材料設計,其自身重量隻有23.9千克。其(qí)負(fù)荷有兩種,分別為(wéi)7千克和14千克,使其成(chéng)為首款負荷超過10千克的輕型機器人的產品。
 
  - ABB YuMi
 
  2015年4月13日,abb在德國漢諾威工業博覽會上(shàng)正式向市場推(tuī)出全球首(shǒu)款真正實現人機協作的雙臂(bì)工業機器人YuMi。
  
  
      YuMi每個單臂(bì)均(jun1)為(wéi)七個自由度,機身重量為38千克。其每條手臂的負載(zǎi)為0.5千克,重(chóng)複定位精度可(kě)達到0.02毫米,因(yīn)此特別適合小件裝配、消費品、玩具(jù)等領 域。從機械手表的精密部件,到手機(jī)、平板(bǎn)電腦,以及台式電腦零件的處理,對於(yú)YuMi來說都不在話下,而這正體現出該款冗餘度機器人表現出的擴大可達工作 空間、靈活敏捷、精確等種種優良特性。
 
  - 安川(chuān)莫托曼SIA
 
  日本知名機器人製造商,“四大(dà)家族”之(zhī)一的安川電機也發布了多款七軸機(jī)器(qì)人產品。其中SIA係列機器人是輕型敏捷型(xíng)七(qī)軸機器人,該係列機器人能夠提供類人 的靈活性,並且能夠快速加速。該係列機器人(rén)采用輕量化和流線型設計(jì),使其非常適合安裝在狹小(xiǎo)的空間內。SIA係列可提供較高的有效載荷(5千克至50千(qiān) 克)以及(jí)較(jiào)大的工作範圍(559毫米至1630毫米),很適合從事裝配、注塑、檢驗等操作。
 
  除(chú)了輕型七軸機器人產品外,安川還發布(bù)了(le)七軸機器人焊接係統,其高自由度能夠盡最大可能保持最適合的姿態(tài)以(yǐ)實現高品質的焊接效果,特別適合內麵的焊接(jiē),達到(dào)最佳的接近位置(zhì)。並且該產品能夠(gòu)高(gāo)密度布局,容易回避其(qí)與軸和(hé)工(gōng)件之間的幹擾,顯示出其優良的避障功能。
 
  - 那智不二越PrestoMR20
 
  早在2007年底,那智不二越(yuè)便開發出七自由度的機器人“PrestoMR20”。通過采用七軸設計,使得機器(qì)人能夠像模仿人(rén)類手臂那(nà)樣執行更加複雜的工 作流程,在(zài)狹窄的工作(zuò)區域運動。另外,機器人前端部分(手腕)的扭(niǔ)矩(jǔ)增加到(dào)了原來傳(chuán)統六軸機器人的約兩(liǎng)倍左右,標準配置的扭矩為(wéi)20千克,通過設定動作範圍,最大可搬運30千克的物品,工作範圍達到1260毫米,重複定位精(jīng)度為0.1毫米。通過采用七軸結構,MR20在(zài)機床上(shàng)取放工(gōng)件時可從機床側麵進行作 業。這樣一來,就提(tí)高了事前準(zhǔn)備和維(wéi)護(hù)等作業(yè)效率。機床間的空間能夠縮小至傳統六軸機器人的(de)一半以下。
  
  
 除此之外,那(nà)智不二(èr)越(yuè)還發布了MR35(負載為35千克)、MR50(負載為50千克)兩款可在狹小空間(jiān)和有障礙物場所(suǒ)的應用場合使用的工業機器人。

  - OTC七軸工業機器人
 
  日(rì)本DAIHEN集團歐地希推出了最新的七軸機器人(rén)(FD-B4S、FD-B4LS、FD-V6S、FD-V6LS、FD-V20S)。由於有(yǒu)第七軸的回 轉,它們可以實現像人的手腕一(yī)樣的扭(niǔ)轉動作,能夠實現一周以上的焊接;另外,七軸機器人(FD-B4S、FD-B4LS)將焊接電纜內藏於(yú)機器人本體(tǐ),因 此在示教作業時無需在意機器(qì)人與焊接夾具及工(gōng)件間的幹涉,動作非常順暢(chàng),焊接姿態自由度也得(dé)到了提高,能夠彌補傳統機器人因與工件或焊接(jiē)夾具的幹涉而造成 無法進入焊接的缺憾。

  - Rethink Robotics的Baxter和Sawyer
 
  Rethink Robotics是協作機器人的先驅,其(qí)中,最先開發的Baxter雙臂機器人,兩個手臂均擁有七個自由度,單臂最大(dà)工作範圍為1210毫米,Baxter可同時處理不同的兩項任務以(yǐ)增(zēng)加適用性,或者實時處(chù)理同一任務(wù)以實現輸出最大化。
 
  去年推出的Sawyer則是單臂七軸機器人,其柔性關節采用了相同的串聯彈性驅動器,但其關節所采用的驅動器被重新設(shè)計(jì),使其更小巧。由於采用了七軸的設計,並(bìng)且工作範圍擴展至100毫米,因此能完成負載更大的工作(zuò)任務,載荷可達到4千克,比Baxter機器人2.2千克的有效載荷大了不少。
 
  - 雅馬哈七軸機器人YA係列
 
  2015年,雅馬哈推出了“YA-U5F”、“YA-U10F”、“YA-U20F”3款七軸機器人,這些機器人均通(tōng)過新型控(kòng)製器 “YA-C100”進行驅動控(kòng)製。
 
  7軸機器(qì)人帶有相當於人類肘部的E軸,因此可自(zì)如完成彎曲(qǔ)、扭轉(zhuǎn)、伸展等動作。即使在6軸以(yǐ)下機器人難以實施作業的狹窄間(jiān)隙,也可順利完成作業及設(shè)置。另(lìng)外還可實現低半蹲姿勢以及繞到裝置背部的動作。采(cǎi)用中空構造的致動器,將(jiāng)裝置電纜和空氣軟管內(nèi)置於機械臂內,不會幹擾到周邊的設備(bèi),可實現緊湊型生產線。
 
  此外,台灣財團法人精密機械研究發展中心也已研發出雙(shuāng)臂七軸機(jī)器人原型,期能助台灣業者打(dǎ)造3C電子製造的(de)生產利(lì)器,並縮小國內外技術差(chà)距。
 
  國產七軸機器人來了
 
  能否實現彎道超車?
 
  中國七(qī)軸工業機器人的研發始於20世(shì)紀(jì)90年代初(chū),當時項目的領軍人物(wù)正(zhèng)是我(wǒ)國已故的著名機器人技術專家、中國工程(chéng)院院士張啟先,張啟先院士的主要貢獻(xiàn)之一便是完成了七自由(yóu)度冗餘機器人樣機的研(yán)製(zhì)。
 
  上世(shì)紀80年代末(mò),由於研製難度及其之大,國際上研製出七自由度冗餘(yú)機器人樣機的國家寥寥無幾。而張啟先院士率(lǜ)領(lǐng)課題組經過幾年的艱苦(kǔ)拚搏,在1993年年底完成了首(shǒu)台七自由度冗餘(yú)機器人樣機的研製,並一(yī)次通過“863”課題驗收和部級鑒定。
  
  
       一種典型的冗餘手臂
 
  盡(jìn)管我國(guó)在(zài)冗餘自由度機(jī)器人方麵取得一定成果,但主要停留在學術論文、科研報告和實驗樣機的階段,並沒(méi)有實(shí)現真正的產品化發展,這(zhè)無疑製約了我國機器(qì)人產品向高端產業化邁進的步伐。
 
  作為國產工業機器人的(de)龍頭企(qǐ)業,新鬆率先在2015年工(gōng)博會上發布了首款國產七軸工業機器人,其自身重量為29千克,負(fù)載為5千克,重複(fù)定位精度可達到0.02毫米,工作半徑可達800毫米。它具備快速配置、牽引示教、視覺引導、碰撞檢測(cè)等功能,特別適用(yòng)於布局緊湊、精準度高的柔性化生產線,滿(mǎn)足精密(mì)裝配、產品包裝、打磨、檢測、機床上下料等工業操作需要(yào)。
 
  目前,我國絕大多數工業機器人企業還尚未發布七軸工業機(jī)器人(rén)產品(pǐn),其中有一(yī)部分表示正在研發相關產品,會在(zài)年內有相關產品問(wèn)世,而另有(yǒu)一些企業則表示對七軸工業機器人產品有關注,但尚未計劃設計研發相關產品。
 
  我國的機(jī)器人產業在七軸工業(yè)機器人的理論(lùn)研究有(yǒu)了很大進步,而商(shāng)業化產品方麵仍與國外有較大差距(jù)。究(jiū)其原因,主(zhǔ)要有以下兩個方麵:
 
  一是自主創新能力弱。缺(quē)乏核心及關鍵(jiàn)技術的原(yuán)創(chuàng)性成果和創(chuàng)新理念,我國工業機器人總體技術與國外先(xiān)進水平相比,差距在十年以上(shàng)。
 
  二是企業盈利能力較低,研發資金短缺。核心零部件技術的缺失導致企業生產成本高企,加之外資廠商紛紛降價,2015年70%以上企業(yè)的本體業(yè)務(wù)處(chù)於虧損狀態。
 
  據專家(jiā)講,我國(guó)工業(yè)機器人總體技術與國外先進水平相比(bǐ),差距在十年以上。國產七軸工業機器人的出現,表明我們在工業機器人技術的(de)研發正在(zài)加(jiā)速,但是我們應該(gāi)有清醒的(de)認(rèn)識,差距(jù)真(zhēn)實存在(zài),想要彎道超車,我們需要盡快攻克核心技術難關,同(tóng)時也要重視人工智能(néng)、感知、識別、驅動和控製(zhì)等下一代技術的研發。

    投稿箱:
        如果您(nín)有機床行業、企業相關新聞稿(gǎo)件發表,或進行資訊合作,歡迎聯係本網編輯部, 郵箱:skjcsc@vip.sina.com
国产999精品2卡3卡4卡丨日韩欧美视频一区二区在线观看丨一区二区三区日韩免费播放丨九色91精品国产网站丨XX性欧美肥妇精品久久久久久丨久久久久国产精品嫩草影院丨成人免费a级毛片丨五月婷婷六月丁香综合