国内发展现状我国的机械手产品生产企业比较少,目前沈阳新松机器人股份有限公司、哈尔 滨博实自动化设备有限责任公司和北京机械工业自动化研究所工程中心是三家主要 生产基地,每家企业年产值相比国外企业仍有较大的差距,其中还包括一些机器人 外围产品,没有形成规模化生产,规模经济并不突出。由于机器人在研制、设计和试验过程中,经常需要对其运动学、动力学性能进行分析以及进行轨迹规划设计, 而机器人又是多自由度、多连杆空间机构,其运动学和动力学问题[8]十分复杂,计 算难度和计算量都很大。若将机械手作为仿真对象,运用计算机图形技术、CAD 技 术和机器人学理论在计算机中形成几何图形,并动画显示,然后对机器人的机构设 计、运动学正反解分析、操作臂控制以及实际工作环境中的障碍避让和碰撞干涉等 诸多问题进行模拟仿真,这样就可以很好地解决研发机器人过程中出现的问题,也 能极大的促进我国机器人技术的发展 。81309
2 国外发展现状
早在 1959 年,美国的 UNIMATION 公司就生产出了世界上第一台工业机器名称 为 UNIMATE,这台机器的结构特点是机座上安装有一条回转长臂,利用电磁铁的吸 合控制工件的放。
美国是工业机器人的诞生国,但是随着制造业的产能转移到亚洲[9],美国的工 业机器人本体产业逐渐发展缓慢。日本自 1969 年从美国引进两种典型机器人后,机器人技术得到高度重视。日本机器人产业在 80 年代实现了对美国的反超,成为“机 器人王国[10]”,并且机器人技术在很多生产领域得到广泛的应用。
目前总的来说机械手行业发展呈增长态势,机械手发展至今历史悠久,如今已 经发展到第三代。论文网
第一代机器人主要依靠人工进行控制,也可以称之为遥控控制器,没有任何反 馈通道,不需要检测传感器数据进行处理,运行控制方法简单,追求的方向是降低 成本和适应操作性。
第二代的机器人主要是指按预先固化好的控制指令控制的机器人,它的工作是 自动重复完成某种加工的操作,这种控制方式属于开环控制方式[11]。
第三代机器人主要指那些能够独立地完成事先规定的工作过程中的任务,这种 智能机器人目前得到广泛的使用。它利用计算机或者独立的可编程控制器作为控制 系统,具有类似人的视觉、触觉、味觉(烟雾,PM2。5)、甚至听、想的能力。同 时第三代机器人还与各类传感器紧密配合,实时检测数据,分析数据,调整控制输 出,形成闭环控制系统(PID 控制),从而达到快速,稳定,精确的控制要求。随 着工业 4。0(工业四代(Industry4。0)的概念的深入人心(工业 4。0 是指利用物联信息系统(Cyber—PhysicalSystem 简称 CPS)将生产中的供应,制造,销售信息数据化、 智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应))越来越为人所知,我们有理 由相信未来的工业生产线将属于机器人物联网技术结合的全新时代,各种自动化机 器人技术将得到广泛的运用,各种独立的自动化机械手将如雨后春笋般出现在全国 各地的生产线上,它将与国家正在进行的制造业转型政策交相呼应。
3 未来智能机械手发展趋势
(1) 趋于智能化,智能化就是机器人的操控将变得越来越简单,很多东西机器 人本身就能自主判断,不需要人指点说明,不需要高级的技术人员操作。智能化也 可以说像电脑操作系统一样变的傻瓜化,更加适用于普通用户。
(2) 趋于柔性化,过去的机器人一直是一个单臂的机器人,那就不能像人手那 样灵活。如果双臂机器手技术得到突破和发展。这种双臂机器人用在工厂里,基本 上就可以代替人做所有的工作。