Quais são as aplicações e componentes importantes dos robôs industriais?
Que papel isso desempenha na indústria moderna?
Que outras instruções de aplicação haverá no futuro?
Nesta edição da Science and Technology Weekly, os repórteres entrevistaram empresas relevantes de robôs industriais e bases de popularização científica, introduzindo os princípios científicos e aplicações de ponta de robôs industriais para todos.
O Sr. Lin, chefe da base de popularização da Science Application Science Application Science Application, e o Sr. Luo, engenheiro, disse aos repórteres que os robôs industriais agora são amplamente utilizados em indústrias como automóveis, móveis, materiais de construção e eletrodomésticos, engajados no manuseio, laser, soldagem, polimento, pulverização, carimbo, colaboração e outros trabalhos. Na base de popularização da ciência, você pode ver estações de trabalho de aplicativos de robôs industriais que mostram cenários típicos de aplicação de robôs industriais, incluindo módulos de aplicação visual, módulos de aplicação de trajetória, módulos de aplicação de paletização, módulos de aplicação de montagem, etc.
Módulo de aplicação visual
Posicionando as mãos e o reconhecimento de alvo em cenas complexas
Semelhante à maneira como os seres humanos confiam principalmente nos olhos para perceber o ambiente externo, a visão também fornecerá percepção e apoio à decisão aos robôs, ajudando assim os robôs industriais a concluir várias tarefas.
O sistema de visão primeiro coleta dados visuais do ambiente de trabalho do robô e, em seguida, executa a calibração do sistema de visão, especialmente a calibração de coordenadas 3D do sistema de visão no manipulador e base do robô, para ajudar o robô a concluir as tarefas. Atualmente, com a iteração contínua e a atualização dos algoritmos de IA, a visão pode ajudar os robôs a alcançar funções como detecção de anomalia, reconhecimento de alvo, reconhecimento de cores, reconhecimento de recursos geométricos etc.
Atualmente, a Vision pode ajudar os robôs industriais a realizar várias tarefas. Usado para detectar defeitos como arranhões, rachaduras e amassados na superfície das peças de trabalho, além de medir as dimensões e deformação dos componentes; Por exemplo, é usado para reconhecimento e classificação da peça de trabalho, ajudar os robôs a reconhecer diferentes tipos de metas e reconhecer simultaneamente vários alvos em cenas complexas para alocação de tarefas e planejamento de caminhos; Determine as coordenadas espaciais tridimensionais e a pose do objeto de destino através do sistema visual e guie o robô para executar operações de montagem de alta precisão.
Módulo de aplicação de trajetória
Planejando com precisão os caminhos para controlar padrões de movimento
Para realmente ajudar no trabalho, os robôs industriais não apenas precisam de um par de "olhos afiados", mas também "membros" que podem operar com precisão.
O módulo de aplicação de trajetória de robô industrial é um componente importante para a implementação do planejamento e controle do caminho do movimento do robô e desempenha um papel fundamental na produção de automação industrial. Ao confiar na programação de trajetória do robô industrial e nos principais componentes, como redutores de precisão e servo -motores dentro do corpo do robô, o robô pode determinar o caminho do movimento do braço robótico do ponto de partida ao ponto final, incluindo várias formas, como linhas retas, curvas e arcs. Além disso, também pode executar o controle de velocidade e aceleração, planejar as alterações de velocidade e aceleração do robô no caminho e garantir a suavidade e a estabilidade do movimento.
O Sr. Luo introduziu que o módulo de aplicação de trajetória de robô industrial possui muitos cenários importantes de aplicação, e um aplicativo típico é o revestimento de cola de robô em fábricas automotivas. Ao confiar na programação robótica do braço e da trajetória de robôs industriais, os robôs podem padronizar a aplicação de cola para o vidro da janela do carro, alcançando a uniformidade da largura da cola e da trajetória de altura, melhorando bastante a taxa de rendimento da instalação de vidro da janela do carro. Em operações de robô, como soldagem e pulverização, as aplicações de trajetória também desempenham um papel crucial. "Não apenas na indústria automotiva, mas também em muitos campos de eletrodomésticos, como a TV que assistimos em nossas vidas diárias, os robôs precisam ser usados para colar e instalar as bordas da tela
Módulo de aplicação de empilhamento
Capturar, empilhar e empilhar facilmente, liberando mão de obra
O manuseio preciso de materiais é um "trabalho" importante de robôs industriais, também conhecido como paletização. O empilhamento refere -se ao processo de empilhar itens em paletes, paletes e outras transportadoras da indústria. Atualmente, a paletização de robôs industriais tem sido amplamente utilizada nas indústrias de logística, química, alimentos e bebidas.
Geralmente, os robôs de paletização têm alta precisão, alta capacidade de carga e flexibilidade e podem se adaptar a materiais de diferentes formas e pesos. Esses robôs alcançam operações automatizadas por meio de programação de computadores e tecnologia de sensores, agarrando com precisão os materiais e colocando -os em posições designadas. Esse tipo de robô também precisa ser equipado com efetores finais poderosos, como garras, copos de sucção a vácuo, etc., para agarrar e colocar materiais. Ao substituir os efetores finais ou ajustar o programa, o robô paletizador pode se adaptar a materiais de diferentes formas e pesos.
Geralmente, depois que o material atingir a posição de agarrar o robô através do sistema de transporte, o robô pode obter as informações de posição do material através da visão ou de outros sensores. Posteriormente, o robô usa efetores finais para pegar materiais e colocá -los em paletes. Alguns paletes também podem aumentar e abaixar automaticamente durante o processo de paletização para atender às necessidades de paletização de diferentes alturas. Após a conclusão da paletização, os paletes serão transportados para o próximo processo.
Nos cenários da fábrica da vida real, a paletização de robôs industriais pode colaborar com o AGVS (veículos guiados automatizados) para concluir o manuseio de materiais, promovendo assim a operação não tripulada das fábricas. Os cenários de aplicação da paletização de robôs podem incluir armazenamento de logística, melhorando a eficiência do gerenciamento de armazém; Empilhamento em ambientes perigosos para proteger a saúde dos trabalhadores; Ele também pode ser usado na indústria de alimentos e bebidas para paletizar caixas de embalagem, itens engarrafados, etc. Tomando produtos para produtos de cuidados com a pele como exemplo, a paletização de robôs pode ajudar no carregamento e descarregamento de produtos na linha de produção. Depois que os produtos acabados são embalados na linha de produção, vários materiais precisam ser classificados e retirados da correia transportadora e, em seguida, aguarde a chegada do próximo lote de materiais e execute novamente. Quando a paletização atinge a quantidade especificada, este trabalho pode ser concluído ", explicou Luo.
Módulo de aplicação de montagem
Montagem de alta precisão de peças de aviões a telefones celulares
Atualmente, os robôs humanóides começaram a entrar no mercado e "estragar". De fato, a Assembléia sempre foi um dos "principais negócios" tradicionais dos robôs industriais.
A montagem do robô industrial é usada principalmente para obter uma montagem automatizada de componentes de alta precisão e alta eficiência em várias indústrias de manufatura. Ele desempenha um papel importante na melhoria da eficiência da produção, na redução dos custos de mão -de -obra e no aumento da qualidade do produto e é uma parte indispensável da fabricação moderna.
Os módulos de montagem geralmente incluem tabelas de montagem, mecanismos de posicionamento, mecanismos de fixação, mecanismos de bloqueio de material etc. Com a cooperação de braços robóticos, esses componentes podem garantir que os materiais estejam posicionados e fixos com precisão durante o processo de montagem. Em algumas tarefas complexas de montagem, vários robôs industriais precisam trabalhar juntos para concluir a montagem de grandes componentes. O conjunto do robô industrial é geralmente usado em conjunto com o PLC (controlador lógico programável) para obter controle de automação.
O módulo de montagem de robôs industriais pode ser grande ou pequeno e pode ser usado para a produção de grandes produtos, como fabricação automotiva e aeroespacial; Os pequenos podem ser usados para a produção e fabricação de produtos eletrônicos, como telefones celulares. O braço robótico do robô pode ser configurado com diferentes fins de acordo com os requisitos, alcançando assim diferentes funções de montagem.
O Sr. Luo introduziu: "O processo de montagem geralmente exige que vários robôs industriais trabalhem juntos em vários módulos. Por exemplo, ao instalar uma tela de telefone móvel, no estágio inicial, o robô industrial precisa manter materiais para limpeza e inspeção. Depois de confirmar que atende aos requisitos por meio da inspeção visual, o telefone pode ser montado
Luo disse aos repórteres que os robôs não são mais exclusivos de fábricas padronizadas com alto valor tecnológico, como telefones celulares e carros. Ele e seus colegas já ajudaram uma fábrica de esfregona ao exterior a melhorar a eficiência da produção. "Ao instalar MOPs na fábrica, costumava exigir a remoção manual de velcro da fita material e depois a adesão manual ao final do MOP. Anteriormente, isso foi feito manualmente, mas agora ajudamos os fabricantes a alcançar a automação nesta etapa
Desenvolver módulo conjunto integrado
Realizar a localização dos principais componentes funcionais
A pessoa relevante responsável apresentou ao repórter que, em março deste ano, a empresa desenvolveu com sucesso um "módulo articular integrado" contendo uma série de componentes funcionais centrais, como "precisão de classe mundial e redutores de vida de vida" e "codificadores de alta precisão", com o robustão de alta e a base do monopólio e do codificador de alta precisão, o robustão do monopólio e o desempenho do robôs do robôs do robôs do robô. de robôs em vários campos.
Introdução da empresa: O módulo conjunto integrado integra vários componentes, como motores (dispositivos de direção), redutores (dispositivos de transmissão), codificadores (dispositivos de detecção), unidades de servo e software de controle (dispositivos de controle), integrando três funções principais: saída de energia, transmissão de precisão e controle inteligente.
Sua arquitetura técnica é dividida em três camadas, a saber, a camada de potência: por meio de redutores harmônicos desenvolvidos e de alta precisão, são alcançados sistemas de servo de precisão, amplificação de torque e resposta dinâmica; Camada de detecção: integrando seis sensores de força do eixo e codificadores absolutos duplos, fornecendo feedback em tempo real sobre dados de torque, posição e atitude; Camada de controle: com base na tecnologia de controle de movimento do grupo de infranor, a colaboração com vários eixos e a computação de borda são realizados. O esforço colaborativo da arquitetura de três camadas pode criar um loop fechado de "execução da decisão da percepção" para ajudar os robôs a concluir com precisão ações complexas.
O módulo conjunto integrado de robôs pode ser considerado como o "hub principal" dos robôs, desempenhando um papel fundamental no custo de hardware e no desempenho dos robôs. É instalado de maneira inteligente nas juntas do robô, que pode converter o movimento de rotação do motor no movimento do mecanismo de ligação de direção, fornecendo energia contínua e estável para a operação ágil do robô.
Robôs industriais são uma escolha de melhor escolha para os trabalhadores migrantes
Trabalho perigoso alternativo: Torneiras de moagem sob poeira
Além de minimizar os custos de mão -de -obra na maior parte possível, os robôs industriais também podem ajudar os seres humanos a escapar de ambientes de trabalho perigosos.
Luo disse a repórteres que hoje em dia, o polimento de peças de metal como torneiras basicamente confiou em robôs industriais. "No passado, o polimento das torneiras produziria muita poeira, o que causaria grandes danos ao corpo humano. Agora, usando robôs em vez de trabalho manual para polimento rápido e padronizado tem um desvio de precisão inferior a um milésimo. A taxa de rendimento é ainda maior que a dos mestres experientes
Trabalho repetitivo de ombros: verificando repetidamente a estabilidade do ATM
Luo acredita que outro significado importante dos robôs industriais é ajudar os seres humanos a se libertar de trabalho tedioso e repetitivo.
Um exemplo interessante é que colaboramos com os fabricantes de máquinas ATM para usar robôs para melhorar os resultados dos testes de fadiga das máquinas de caixas eletrônicos. "Luo Zijian disse aos repórteres que, para verificar a estabilidade das máquinas ATMs, no passado, o trabalho manual era necessário para inserir continuamente os cartões, de entrada e executar uma série de operações de verificação, como economizar e retirar o dinheiro antes de deixar a fábrica. Essas operações devem ser repetidas em um número de tempos e a máquina atm. Zijian e seus colegas projetaram um programa para um robô industrial que simula ações humanas, como inserção, retirada, depositar e desconectar cartões através de um braço robótico, permitindo que o robô trabalhador conclua o trabalho de um inspetor de qualidade humana.
Cientistas na vanguarda do entendimento
Robôs humanóides e robôs industriais
combinação perfeita
O Dr. Wu, da equipe de tecnologia de robótica do Instituto de Manufatura Inteligente, disse a repórteres que, nos cenários de aplicação industrial de hoje, ainda existem algumas tarefas que os robôs industriais não podem fazer e só podem ser concluídos manualmente. Por exemplo, em cenários em que objetos ou objetos flexíveis são propensos à deformação, como a montagem final de eletrodomésticos, os robôs industriais são menos comumente usados porque exigem altos níveis de destreza, precisão da percepção visual e adaptabilidade do modelo de algoritmo e não pode ser modelado através de um único modo.
Para esses cenários, os robôs industriais precisarão integrar melhor a percepção, planejamento, controle e execução por meio de novas tecnologias e grandes modelos no futuro. Dessa forma, quando o robô opera em objetos soft propensos à deformação, pode gerar ações correspondentes com base na deformação observada do objeto, resolvendo ações que a tecnologia tradicional do robô não pode usar.
Em algumas fábricas, os robôs humanóides já entraram na fábrica para trabalhar ao lado de robôs industriais - como esses dois tipos de robôs podem se tornar "colegas" harmoniosos? Wu Hongmin disse: "A intenção original de fabricar robôs humanóides é permitir que eles realizem tarefas mais complexas como seres humanos. Se os robôs humanóides são usados apenas para realizar uma única tarefa fixa, também podemos usar um único braço ou robô industrial de braço duplo, que é mais econômico e eficiente
O Dr. Wu afirmou que a maioria dos robôs industriais é fixada em uma certa parte da fábrica e responsável apenas por um de seus próprios processos, enquanto os robôs humanóides entram na fábrica para trabalhar para complementar os robôs industriais. No futuro, os robôs industriais continuarão a realizar processos que requerem alta precisão e repetibilidade; Os robôs humanóides lidarão principalmente com linhas de produção que requerem produção flexível devido a mudanças significativas nas cenas.
Juntas de robô
Quebrando monopólios estrangeiros
Para alcançar várias aplicações de módulos dos robôs industriais, a chave é melhorar continuamente o nível de componentes -chave do robô. Os componentes principais mais críticos dos robôs industriais são os motores servo, redutores de precisão etc. Em cada articulação do robô, existem motores servo e redutores de precisão para ajudar o robô a alcançar uma operação suave e constante de cada ação.
Servo-motor:
Uma das funções principais é obter controle de posição de alta precisão. Através de dispositivos de feedback, como codificadores ou transformadores rotativos, o motor pode monitorar sua posição em tempo real e fornecer feedback de dados ao sistema de controle. O sistema de controle ajusta o movimento do motor com base no desvio entre a posição alvo e a posição real, alcançando assim o controle preciso da posição.
Redutor de precisão:
Capaz de alcançar o controle de movimento complexo de robôs, apoiando robôs para concluir tarefas como ligação com vários eixos e rastreamento de trajetória. Ao controlar com precisão o movimento de cada articulação, os robôs podem alcançar ações complexas, como soldagem, pulverização, montagem, etc.
A pessoa responsável apresentou ao repórter que os principais componentes da empresa, como redutores harmônicos, codificadores e sensores de força de seis eixos, alcançaram 1 0 0% de pesquisa e desenvolvimento independentes. Comparado às soluções importadas, o custo caiu 50%, tornando os módulos conjuntos de robôs da China controláveis independentemente na tecnologia principal e possuindo a força do núcleo para competir com os gigantes internacionais. Ao mesmo tempo, o módulo articular integrado usa motores de torque sem moldura de alto desempenho com capacidade de sobrecarga de 3,5 vezes, operação suave, pequenas flutuações de corrente e controle de força mais preciso e seguro. Equipado com codificadores absolutos duplos de alta precisão, a precisão da saída é alta e a precisão de posicionamento repetida é de tão alto quanto 0,003 graus, atendendo aos requisitos rigorosos da fabricação de ponta para o desempenho do robô. O módulo adota um grande projeto oco, que não apenas atende aos requisitos da fiação central, mas também torna a estrutura articular mais compacta e o volume menor, reduzindo efetivamente o peso do módulo articular do robô, garantindo a taxa de carga do robô e permitindo que ele se adapte a cenários de trabalho e requisitos de trabalho mais diversos. O módulo também utiliza redutores harmônicos de alta precisão, longa vida, alta rigidez e de baixa ruído e está equipado com sensores de alta precisão para monitorar a situação de aquecimento do módulo em tempo real, garantindo operação estável a longo prazo.