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2017慕尼黑上海光博会,让工业机器人更智能!

——《现代汽车工业》隋月

技术,让工业机器人更智能!

激光与、和原子能并称为20世纪四大科技发明。近十年来,激光技术不断发展,应用领域也随之不断拓宽,激光与其他科技交叉,推动了相关产业的进步。同时,先进制造领域在智能化、自动化和技术等方面的研发也促进了机器人科技的进步,激光技术与机器人技术逐步融合,特别是汽车工业的发展需求,更是促进了激光加工机器人这一交叉技术的成形与发展。

工业机器人市场需求旺盛

工业机器人是一种通过重复编程和自动控制,完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统,它结合制造主机或生产线,可组成单机或多机自动化系统,在无人参与下,实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。

当前,工业机器人已成为生产中重要的自动化装备,机器人不仅可完成危险环境下的操作,还可减轻人体劳作,提高生产效率和准确率,伴随人力资本的上升、品质要求的提高,工业机器人正在逐步取代人力,成为自动化工厂中必备的设备。当前市面上共有六类工业机器人,分别是机器人、点焊机器人、弧焊机器人、激光加工机器人、真空机器人和洁净机器人。这些机器人都是在复杂、危险的作业环境下重复操作工序,完成多种加工任务。

据统计,2015年全球工业机器人销量超过24万台,同比增长8%。其中我国工业机器人产量为 32996台,同比增长21.7%,市场销量突破7万台,2016年全年产销量粗略估计增长20%,继续保持了全球第一大工业机器人消费市场的地位,工业机器人持续保持着旺盛的市场需求。

激光技术与机器人技术深度融合

激光技术应用在工业生产中有诸多优势,可加工高精度、高脆度、高熔点材料,不受磨损,工件热变形小,可对密封容器内零件进行加工,速度快,无噪音,无污染,缩短加工周期,节约生产成本……如果将激光技术与自动化技术相结合,必将创造更大的产业空间,促进自动化向纵深发展。

激光加工机器人就将机器人赋予激光加工优势,让高端技术交叉融合,更好地服务于高端制造业。激光加工机器人被广泛应用在机械加工、喷涂、焊接等工序中,成为机器人发展的重要方向,通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业,可用于工件的激光表面处理、打孔、焊接等工序。

激光加工机器人拥有以下几项关键技术:结构优化设计技术,采用大范围框架式本体结构,在增大作业范围的同时,保证机器人精度;机器人系统的误差补偿技术,针对一体化加工机器人工作空间大、精度高等要求,并结合其结构特点,采取非模型方法与基于模型方法相结合的混合机器人补偿方法,完成几何参数误差和非几何参数误差的补偿;高精度机器人检测技术,将三坐标测量技术和机器人技术相结合,实现了机器人高精度在线测量;激光加工机器人专用语言实现技术,根据激光加工及机器人作业特点,完成激光加工机器人专用语言;通讯和离线编程技术,具有串口、CAN等网络通讯功能,实现对机器人生产线的监控和管理,并实现对机器人的离线编程控制。

目前在很多产业中都可见激光机器人的应用,但最成熟的还是在汽车工业中。机器人激光加工技术既具有机器人运动灵活、柔性高的特点,又具有激光的速度快、质量好、热影响小等优点,很好地满足了现代制造业的要求,尤其是在高端制造业中发挥着巨大作用。

激光焊接机器人的应用已成为最先进的汽车制造手段。譬如大众、通用、丰田等装配生产线上,都已大量采用激光焊接机器人代替传统的电阻点焊设备,提高了产品质量和档次,减轻了车身重量,节约了大量材料。就国内而言,不少汽车公司也引进了激光机器人,激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔、立体光刻、激光刻蚀等技术在结合机器人后,不仅提高了质量水平,还降低了生产成本,给企业带来了巨大的经济效益。

未来激光技术对机器人的促进

将激光技术应用于机器人只是实现了两者的初步结合,而未来激光技术和自动化技术还有更多的深度融合空间。机器人的发展趋势是实现人工智能化,即具备像人一样的判断力。在这个过程中,需要激光技术来实现。激光是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征的系统,将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较,作适当处理,就可获取目标的有关信息。

激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。如果让机器人具备一定智能,比如识别物体、行走、避障等,首先要为智能机器人提供视觉与激光雷达技术,机器人可实现自身的定位,感应周边环境,以及对周边物体的定位,实际应用中,需要激光雷达与机器视觉配合才能让机器人更加智能。

由波士顿动力公司为美军研制的人形机器人阿特拉斯就可在恶劣环境中行动自如,能开门、爬楼梯和移动,也能使用从螺丝刀到救火车之类的工具,这是激光技术对机器人技术的一大促进。

慕尼黑上海光博会带来最先进的激光机器人技术

激光与机器人的融合也带来了巨大的市场商机,作为全球知名的光学博览会——慕尼黑上海光博会将汇聚众多知名的激光企业,为观众呈现前沿的激光机器人技术。

慕尼黑上海光博会将于3月14日举办,本届展会汇聚大族、盛建、泰德、奔腾楚天等知名的激光企业,并联手ABB、发那科、史陶比尔、KUKA等自动化企业,为观众呈现自动化领域的激光技术。还将同期举办“焊接车间柔性化、智能化机器人解决方案”研讨会,展示激光技术上下游创新产品和技术,为企业的自动化工厂寻求最优解决方案。

前沿科学技术的融合已经成为科技发展的方向,机器人自动化和激光技术都是当前炙手可热的科技,二者的深度融合将带来意想不到的效果,在未来制造业中,将激光加工与自动化相结合,必将成为重要趋势,慕尼黑上海光博会就将为企业带来最前沿的技术,助力企业在自动化、信息化的发展上更进一步。

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