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2015年第5期(发布时间: Oct 9, 2015 发布者:icad)  下载: 2015年第5期.doc       全选  导出
1   2015-10-09 11:23:30.627 从技术角度看工业机器人当前的优劣势 (点击量:4)

随着人口红利逐步消失,我国已成为全球最大的工业机器人市场。根据工信部消息,到2020年,我国将形成较为完整的工业机器人产业体系,高端市场占有率达到45%以上。目前,中国工业机器人的使用主要集中在汽车工业和电子电气工业、弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人等在生产中被大量采用。下面我们将从技术角度,谈谈工业机器人当前的优劣势。

1.通用性

工业机器人可编程,支持多自由度运动,因此应用较灵活。虽然不及人类,但相对于很多工业自动化常见的专机(专为一类工业应用或一家客户定制的机电集成方案),工业机器人还是灵活多了。工业应用改动不太大时,是可以通过机器人重新编程来满足新的需求,而无需在硬件上再做大量投资。      但相应的,它的相对不足会是效率。毕竟专机是为一个应用定制的,因此虽牺牲通用性但实现了效率优化,在产量这个客户非常关心的指标上能完成地很好。

2.机电性能

工业机器人普遍能达到低于0.1毫米的运动精度(指重复运动到点精度),抓取重达一吨的物体,伸展也可达三四米。这样的性能虽不一定能轻易完成苹果手机上一些“疯狂”的加工要求,但对绝大部分的工业应用来说,是足以圆满完成任务。随着机器人的性能逐渐提升,以前一些不可能的任务也变得可行起来(如激光焊接或切割,曾需要专门的高精度设备来指导激光的走向,但随着机器人精度的提升,现在也变得可依赖机器人本身的准确运动来代替了)。

但相比传统高端设备,如高精度数控机床,激光校准设备,或特殊环境(高温或特低温)设备等,工业机器人尚力不能及。

3.人机合作

传统的工业机器人是关在笼子里工作的,因为它实在危险(想象一个抓着几十或几百公斤的家伙以四米每秒的速度甩着,谁也不想靠近吧)。主要原因是一般机器人,基于成本与技术的考虑,不会集成额外的传感器去感知外部的特殊情况(如突然有人触碰),它只会“傻傻”得照着人类编好的程序日复一日的动着,除非有外部信号告诉它停止。所以常见的方案就是为机器人配备笼子,当笼子门打开时,机器人收到信号便自动暂停。对安全的考虑,自然给机器人集成带来了很多额外的成本,笼子可能并不贵,但毕竟要为此仔细考虑产线排布,增加产线面积,改变人机合作方式等,从而影响生产效率。

所以最近比较受关注的工业机器人都以能安全地和人一起工作“为荣”,如RethinkRobotics的Baxter,UniversalRobots的PR系列,以及很多传统工业机器人巨头(abb,kuka,Yaskawa等)的半概念半成品的机器人。而从产业需求看来,已通过传统工业机器人解决了对精度速度重量等自动化需求后,也的确是时候开始满足人机安全合作了。

4.易用性

传统机器人的工作本质就是不断地走一个个的路径点,同时接收或设置外围的I/O信号(老和其他设置如夹具,输送线等合作)。而指导机器人这么做得过程,就是机器人编程。几乎每一家领先公司都有自家的编程语言和环境,从而需要机器人操作者参加学习培训。当机器人适用范围增广后,这个成本开始显现了。

这些厂商是有理由维护自家的编程环境的,一来工业机器人四十年前就开始规模化做了,那时还没有什么面向对象等现在广为熟知普遍认同的主流先进编程理念,二来萌芽阶段自家技术难免会和竞争对手不同,维护一个编程方式也无可厚非,三来因为他们的大客户往往也是传统的工业大客户,如大汽车厂商,这些客户求稳,自然不希望你机器人过几年就赶个热潮变换编程方式,搞得他们还得扔掉几十年的经验,重新花大钱培训学习。

当然在业界,大家早已思考编程可否做的直观简单些,但在传统厂家中除了一次次地概念性的展示外(如利用外骨骼,3D图像,虚拟现实,iPhone等等),一直没什么商业实用进展,以至于大家再听到“简易编程”等关键词都想吐了。

但庆幸地还是有后来者敢于挑战,也从零开始做出成就,并成为被认可的卖点。对,说的就是RethinkRobotics和UniversalRobots!这也鲜活地论证了创新者窘境里为什么颠覆性技术往往不会在领先企业中成功(尽管他们有足够的资源),却总是被后来挑战者发扬光大。因为领先者在颠覆性技术上每走远一步,就往往离自己的铁饭碗远离一步,内外部阻力都很大!

不管怎么,机器人的易用性开始得到重视,如何能让人不经任何(或过多)培训,就能像玩iPhone一样很快玩转机器人,已经变成大厂商们开始大力投资的方向来。

5.成本

机器人的成本从小型号的几万RMB到大型的上百万RMB都有。这个成本自然低于高端专业制造设备,但也可能会高于国内小集成商们拼凑出的自动化方案来。但从一直来西方工业界及近几年国内制造业对机器人的欢迎程度看来,说明机器人自动化的经济优势普遍到了一个临界点,超过了其他替代方案(人工,或专机),看来这个成本还是值得的。

其实要走传统机器人的老路,那硬件成本降低空间不大。工业机器人基本是一个开环的运动机构,靠的就是电机和齿轮箱的高精度配合。而大部分领先厂商的这些关键零部件都是从日本几家厂商那买的,(这也是国内公司自己制造的机器人,买同样的零部件,也不会便宜多少,因为日本厂商不会为了你这点量给多少折扣)。除非中国零部件制造商能静下心来,努力追赶上日本人的技术,从而以价格优势打破多年来的垄断,才能真正促进国内机器人厂商的发展。

另一个就是另辟蹊径,追求其他技术和市场。如RethinkRobotics当时甚至考虑用塑料的齿轮箱来降低成本,而通过视觉来弥补运动精度损失,就像人的眼睛来辅助手的精微操作一样。但毕竟不能一步登天,所以Baxter机器人暂时在精度和速度上完全无法与传统机器人相比,但在它能处理的物料抓放的应用中,却也足够了。也许随着Rethink的努力,会在硬件较差的情况下,通过软件的智能化弥补,来达到与传统工业机器人竞争的程度(那就是真颠覆这些传统大厂商了)。

6.智能性

之所以将智能型放在最后一点,因为相对现在市场对机器人的主流需求(即强,快,准),它暂时还不是最迫切的。这也体现了传统工业机器人的优势(任劳任怨,保质保量,是个“干活”的好手)和不足(但很“笨”,老得让人教)。

但不代表智能型不重要,相反企业已经开始做技术投资了。比如怎么让机器人更好的理解人的指挥意图,相对自主的去理解并规划任务,而不需一个点一个点得让人告诉它怎么走;如何让机器人在外围环境发生变化下(光线变暗影响图像识别,传送带上物品有损坏需要特殊处理)自动适应;如何通过触觉视觉听觉等感知判断零部件的装配质量,等等。

这方面美国人做的比较好(当然他们也是避实击虚,因为传统工业机器人硬件上的技术和市场已基本被日本欧洲企业统治),ROSIndustrial,RethinkRobotics等都在做有领先的尝试。

7.人才匮乏

工业机器人顺应时代发展,行业前景广阔,然而,该领域人才供需失衡的矛盾正日益凸显。一方面是机器人厂商、系统集成商以及汽车加工制造业求贤若渴,另一方面是人才供给不足,难以满足企业用人需求。

究其原因,主要是相对近年来国内机器人产业所表现出来的爆发性发展态势,高校、职校等培训机构的课程设置仍然滞后,尽管一些机器人厂商提供相关培训,却存在品牌针对性过强,推广力度不足、配套设施不足以及培训网点有限等短板,难以达成系统的教学流程,尚不能与全国各地求学者的需要很好地契合,导致众多有志投身机器人行业者求学无门。

2   2015-10-09 11:24:08.783 工业机器人驱动系统分类 (点击量:2)

工业机器人的驱动系统,按动力源分为液压,气动和电动三大类。根据需要也可由这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。这三类基本驱动系统的各有自己的特点。

一、液压驱动系统.

由于液压技术是一种比较成熟的技术。它具有动力大、力(或力矩)与惯量比大、快速响应高、易于实现直接驱动等特点。适于在承载能力大,惯量大以及在 防焊环境中工作的这些机器人中应用。但液压系统需进行能量转换(电能转 换成液压能),速度控制多数情况下采用节流调速,效率比电动驱动系统低。液压系统的液体泄泥会对环境产生污染,工作噪声也较高。因这些弱点,近年来,在负 荷为100kz以下的机器人中往往被电动系统所取代。

二、气动驱动系统.

具有速度快、系统结构简单,维修方便、价格低等特点。适于在中、小负荷的机器人中采用。但因难于实现伺服控制,多用于程序控制的机械人中,如在上、下料和冲压机器人中应用较多。

三、电动驱动系统.

由于低惯量,大转矩交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交流变频器、直流脉冲宽度调制器)的广泛采用,这类驱动系统在机器人中被大量选用。这类 系统不需能量转换,使用方便,控制灵活。大多数电机后面需安装精密的传动机构。直流有刷电机不能直接用于要求防爆的环境中,成本也较上两种驱动系统的高。 但因这类驱动系统优点比较突出,因此在机器人中被广泛的选用。

3   2015-10-09 11:25:16.97 机器人产业发展需依赖控制技术传感技术等发展 (点击量:1)

  工业机器人是实现我国制造业转型升级的强力技术手段。未来的工业机器人将是典型的物联产品,其发展需要信息化、网络化支撑,依赖于控制技术、传感技术的发展。我国应该抓住机器人发展机遇,制定相关政策措施,大力发展中国的机器人产业。

  1、与国外相比,国内工业机器人制造处于什么水平?

  在技术上如控制精度和功能方面,我们都不落后。但在制造过程、产品、品牌上还跟国外有差距。差距的关键是核心部件,如伺服电机、高精度齿轮、减速器、轴承等,现在一般靠进口。

  当然,铸造、加工等工艺基础,这几年我国进步很大,差得不太远了。国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认为机器人要形成产业、创造品牌,还需要现代化公司的管理能力。机器人是对资金、技术、人才需求“三高”的产品,需要持续不断的创新。

  2、未来工业机器人技术将向什么方向发展?

  未来会向智能机器人发展。机器人的生产,机器人机构是载体,更多的取决于功能内涵。机器人水平高低取决于控制、软件、智能等技术。没智能的机器人只是低端机器人。

  机器人的未来发展需要信息化、网络化支撑,依赖于控制技术、传感技术的发展。未来的工业机器人将是典型的物联产品。控制、微电子、传感、新材料等技术的发展,都将为智能机器人提供基础条件。在这些机器人相关支撑技术发展后,机器人专家再研究如何融合创新,让机器人向智能机器人发展。

  3、工业机器人产业的发展前景如何?

  机器人产业不是一般的产业,拥有超出想象的发展前景。工业革命把人变成了机器的奴隶。人在生产线上为机器服务,工作节奏快,环境恶劣。但工业机器人可以把人类从这种状态中解放出来,人得以从事更高级的工作。此外,罗百辉认为服务机器人还可以改变我们的生活方式。

  现在以人为主导的生产模式,将来要变成以机器人为主导的制造模式。这虽然会减少一些传统就业岗位,但新的智能制造模式也会产生很多新的岗位。中国现在劳动力结构性短缺,民工荒、高级技工荒,制造成本急剧上升。

  工业机器人是实现我国制造业转型升级的强力技术手段。机器人可以改变人们未来的生产生活方式。可以断定,未来机器人会像手机、电脑一样,进入千家万户和社会各个领域。

  4、我国应该从哪些方面加大力度,抓住这个大变革的机会?

  2010年,我国机器人产值仅占全球机器人市场规模的二十分之一。在工业机器人应用最集中的汽车行业,日本每万名生产工人中就拥有1700多台机器人,意大利则是1600台,而我国每万名工人拥有的机器人数量还不足90台。从去年开始,我国机器人应用市场已初具规模。

  去年全球机器人市场增长10%左右,我国增长达51%,增速位居全球第一,绝对增量仅次于日韩,排在全球第三。这种快速迸发的市场需求对产业、技术的拉动将十分明显。罗百辉认为未来几年内,中国的工业机器人很可能是井喷式发展,而非简单的线性增长。

4   2015-10-09 11:25:44.457 优化算法让工业机器人减少40%能耗 (点击量:0)

  “我们只是让机器人的移动速度变慢,避免使其在进行下一个任务序列之前还得等待其他机器人或机器赶上进度。优化算法还可在不至于减少总运行时间的情况下, 决定各种作业进行的优先级,从而降低能耗,”与通用汽车公司(General Motors)共同进行这项研究的教授Bengt Lennartson表示。
  优化只是改变了速度与顺序,并未改变机器人的操作路径。
  “我们可以将这种算法导入现有的机器人单元中,在不影响生产或当前周期的情况下执行快速优化,”Bengt Lennartson解释。
  为了实现安全的优化,在同一区域内移动的几个机器人必须先加以协调。首先必须以优化工具确定机器人可能在哪些地带发生碰撞、每个碰撞地带的入口与出口位置,以及机器人的路径等。
  “第一项测试结果显示大幅的改善,诸如能量降低15%~40%,但这项结果仍在初步的研究阶段。为了估计实际的节能效果,还需要业界的进一步测试,”负责优化策略建置的Kristofer Bengtsson表示。
  针对机器人密集型的制造产业,例如汽车产业的车体工厂,机器人用于生产所消耗的能量约占全部能量的一半。
  优化程序首先从记录每个机器人的周期运动以及碰撞带开始,接着经过优化器处理信息后,产生直接控制机器人执行的新指令。
  “我们的目标在于使这种最佳化成为一项标准,让它从一开始就内建于机器人中。在每一次的作业顺序调整时,新的优化以原始设定进行。但如同众所周知的,在将所开发的产品导入机器人生产流程时,还需要一些时间以及好几年的工程作业。”.

5   2015-10-09 11:26:11.883 欧姆龙拟全资收购美国机器人公司Adept (点击量:0)

  2015年9月16号--欧姆龙计划通过全面现金收购要约购买Adept普通股100%流通股,随之进行第二步合并。欧姆龙将以13美元每股的价格收购Adept普通股,比Adept普通股9月15日收盘价溢价63%,2015年Adept价值达到2亿美元。欧姆龙将通过现有现金资助要约收购。
  谈及此次收购,欧姆龙工业自动化事业公司总裁Yutaka Miyanaga说,“我们很高兴全球机器人领导者Adept已同意加入欧姆龙。此次收购是提高我们自动化技术和长期发展定位策略的一部分。机器人技术将提升我们先进的自动化产品。”
  Adept总裁兼CEO Rob Cain表示“我们很高兴能有机会加入全球自动化领军企业欧姆龙。总之,我们的产品将为全球各地客户提供新的创新解决方案。”
  交易成功后,Rob Cain将继续领导Adept,并向欧姆龙美国全资子公司美国欧姆龙管理中心的董事长,首席执行官和总裁汇报工作。
  随着全球制造业面临更大的压力,需要削减成本,缩短供应周期,并在全球环境中运营,全球的生产基地需要努力提高工作效率。增加机器人的使用是解决方案之一。通过增加Adept机器人技术,欧姆龙都能够向汽车、数码设备、食品饮料、包装等行业的厂商提供解决方案,并提供工程支持。
  Adept成立于1983年,在纳斯达克上市,股票代码ADEP。截至2015年6月30日财年度,Adept年销售额为5420万美元,毛利率为42.0% 。
  Adept是美国领先的工业机器人制造商。Adept智能自动化产品线包括自主移动机器人、工业机器人、可配置线性模块、机器人机制的机器控制器和其他柔性自动化设备,以及机器视觉系统和软件。Adept的策略是要提供一个广泛的高度可靠的综合产品以及世界级的服务,让制造商能够最大限度地提高工作效率、安全性、灵活性和产品质量。

6   2015-10-09 11:26:36.093 富士康工厂每小时生产5台Pepper机器人 (点击量:0)

  2015年6月首批1,000台日本软银Pepper机器人一分钟内销售一空后,之后陆续推出几波限量预购也同样秒杀销售,可见人型智能机器人市场已经成功打入日本一般消费市场。根据TrendForce旗下拓墣产业研究所最新研究显示,2018年Pepper机器人在日本地区销售/出租数量可望达到27,000台,其中接近九成是来自于一般消费者。
  拓墣光电暨创新技术分析师柏德葳表示,不仅日本家庭对于类似Pepper机器人的家庭用智能机器人(例如生活陪伴机器人与看护机器人等)的接受度及需求随之水涨船高,包括企业、零售服务业与金融业等场所,对于可与人流畅互动沟通的人型智能机器人需求也是有增无减。因此台湾企业如华硕、宏碁等也陆续布局在可与人互动的智能机器人领域。
  柏德葳表示,日本软银积极透过驻店广告行销与合理的价格及每月费率等方式推广Pepper机器人,成功获得日本消费者青睐与接受,也吸引来自各界包括金融业、建筑业与零售服务业等引进数台试用。因此日本软银计划在9月底推出第四批预购,并进一步地宣布10月跨进企业商务应用市场,推出企业版Pepper机器人开放预订,以期扩大Pepper机器人市场需求。
  随着一般消费者版与企业版的Pepper机器人陆续出售、出租,加上软银在日本全国约2,600家手机销售分店开始引进Pepper机器人来提高工作与服务效率,水涨船高的Pepper机器人需求,也带给日本软银与负责代工组装Pepper机器人的鸿海不小压力。

7   2015-10-09 11:27:04.08 沈阳成立机器人协同创新中心 (点击量:0)

  由东北大学牵头,联合沈阳工业大学、中科院沈阳自动化所、沈阳新松机器人自动化股份有限公司等十家单位共同组建的“沈阳机器人协同创新中心”日前在东北大学成立。该中心旨在落实创新驱动发展战略,服务辽沈区域社会经济发展,成为东北振兴的助推器。
 
  沈阳机器人协同创新中心围绕机器人领域的共性关键技术与核心瓶颈技术开展攻关,为将沈阳建设成为具有国际竞争力的世界级机器人产业基地提供支撑。据悉,该中心以创新研究生教育体制机制为核心,以提高人才培养质量为根本,突出“寓教于研”,实现协同创新人才培养目标,推进创新活动和人才培养有机结合。
 
  东北大学校长赵继表示,东北大学将不断提升自主创新能力,构建协同开放的育人体系,加强产学研合作,注重协同创新和“学科、人才、科研”三位一体的开放发展,为东北全面振兴和国家战略性新兴产业的发展贡献力量。近年来,东北大学以协同创新中心建设为抓手,大力实施创新驱动发展战略,学校相继组建“钢铁共性关键技术协同创新中心”“高端医疗影像装备及应用协同创新中心”和“辽宁特种优势资源高效清洁利用协同创新中心”,打通了以企业为创新主体,高校及科研院所为技术依托的完整创新链条,稳步推进科技成果转化产业化,引领行业与区域创新发展。

8   2015-10-09 11:27:27.48 工业机器人在金属成型机床的四大应用 (点击量:0)

近几年来,机器人大热,汽车行业过去一直是机器人应用的最主要领域,但随着机器人应用的不断拓展,机器人得到广泛应用,尤其在金属成型机床的应用,下面小编带大家一起来看看机器人在金属成型机床的四大应用吧。
  汽车行业过去一直是机器人应用最主要领域,随着自动化需求的提升,工业机器人应用得到更大的拓展,除传统的焊接应用外,机器人在机床上下料、物料搬运码垛、打磨、喷涂、装配等领域也得到了广泛应用。金属成形机床是机床工具的重要组成部分,成形加工通常与高劳动强度,噪声污染,金属粉尘等联系在一起,有时处于高温高湿甚至有污染的环境中,工作简单枯燥,企业招人困难。工业机器人与成形机床集成,不仅可以解决企业用人问题,同时也能提高加工效率和安全性,提升加工精度,具有很大的发展空间。
  数控折弯机集成应用
  机器人折弯集成应用主要有两种方式。一是以折弯机为中心,机器人配置真空吸盘,磁力分张上料架、定位台、下料台、翻转架形成折弯单元。二是机器人与激光设备或数控转台冲床、工业机器人行走轴,板料传输线,定位台,真空吸盘抓手形成的板材柔性加工线。埃斯顿利用自己在机器人控制系统与机床数控系统的技术和平台,实现无缝连接,开发折弯软件包,对折弯过程中机器人托料实现闭环控制。在不同折弯速度下,机器人实现自动匹配的完全跟踪,折弯软件包也使折弯示教时间从过去2-3天缩短到2-3小时。在开关柜、文件柜、电梯、防盗门等加工中得到很好应用。
  压力机冲压集成应用
  机器人与压力机冲压集成应用主要有两种方式。一是单台机器人冲压上下料:通过机器人将板料从拆垛台移送到定位台,定位后再移送到压力机模具中实施冲压,冲压结束后,通过机器人取料放入堆垛台,实现单台压力机机器人自动上下料。二是机器人冲压连线:通过多台机器人在多台压力机之间建立冲压连线。根据加工工件成形工艺要求,需要在多台压力机配合加工,整条生产线由拆垛机器人,上料机器人、压力机之间传输搬运机器人,尾线机器人组成。与直线坐标的机械手相比,采用工业机器人更有柔性,对模具没有等高要求,容易集成。埃斯顿利用自主压力机控制系统和机器人控制系统无缝连接,使机器人的动作和压力机达到最佳协调,利用现场总线,使整条生产线效率最大化,安全性更高。
  热模锻集成应用
  热模锻生产线通常由两台模锻压机组成,一台用于冲压,另一台用于切边。热模锻机器人集成应用通常配置两台机器人,一台负责将中频炉处理后的高温物料移送给冲压成形模锻压机,另一台负责从冲压成形模锻压机取料后移送到另一台模锻压机进行切边。为防止高温冲压工件粘住模具,需要每次冲压后对模具进行石墨润滑,润滑可以由机器人完成,也可以采用专门机构实现。由于锻造是高温高湿且又有石墨润滑带来的恶劣环境,特别要注意机器人的防护工作以及机器人本身抗热辐射能力,埃斯顿公司机器人4-5-6轴电机在机器人大臂和小臂连接处,具有自我远离热辐射的结构特点。在模锻压机安装电子凸轮控制系统,使模锻压机运行与机器人运行协调,提高加工效率,提升系统的安全性。
  焊接应用
  焊接是成形机床板材加工后道工序,机器人焊接有电阻焊和弧焊两种类型,焊接机器人应用占整个机器人应用的40%以上。弧焊应用是以机器人为核心,配置焊机、送丝机、焊枪、工装夹具等组成焊接工作站。埃斯顿可提供6kg、臂长为1400、1600和2000mm的专用弧焊机器人工作站。电阻焊应用是以机器人为核心,配置点焊枪、焊接控制器、水气单元、管线包、工装夹具等组成点焊工作站。埃斯顿可提供220kg、臂长2600mm的专用电阻焊机器人工作站。此外,埃斯顿自动化公司为焊接应用开发专用焊接软件包,将焊接专家工艺参数库集成到机器人系统中,满足各种类型需要。
  机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,智能化工业装备已经成为全球制造业升级转型的基础。工业机器人与数控机床集成应用,使智能制造与数字化车间、智能工厂从概念走向现实。

9   2015-10-09 11:27:56.09 FANUC P-500机器人喷涂参数及故障分析 (点击量:1)

1、FANUC P-500机器人的介绍

  P-500喷涂机器人提供的机械装置可以与VersaBell II雾化器一起围绕各种车身或零件运动,达到喷涂一层保护膜的目的。

  P-500喷涂机器人在小臂上装有换色器、1K泵、溶剂空气模块、调节阀和泵。控制雾化器功能的电磁阀和比例阀位于二轴正下方的铸件内,也就是工艺控制柜内。把这些设备放在这儿,并且靠近旋杯类型的雾化器的好处是:1)通过缩短油漆管路减少油漆的浪费;2)积极的和快速的触发器响应;3)更快的响应和更好的流量控制。

  2、FANUC P-500机器人的重要喷涂参数

  1)D/Q Shaping Air Control Module D/Q 成型空气控制模块

  D/Q模块是一个机电闭环控制设备,是用来控制成型空气流量和压力的,在P-500系统中使用的D/Q模块的范围为0~500L/min。成型空气压力越大扇面越大,临港油漆车间成型空气的压力一般设置在350~400Pa。

  2)Turbine Speed Control涡轮速度控制

  旋转VersaBell杯头的空气是涡轮驱动的,为闭环控制。Fanuc的涡轮转速范围在0~60 kr/min。

  3)高压放大器(喷涂机器人特色)

  高压单元提供了一个低压、低电流指令信号到位于机器人手臂的高压栅放大器。高压栅会把命令信号转换成10~90kV电压,电流100~200μA,用于给雾化器喷涂的油漆充电。

  静电是用来增加喷漆工艺的转移效率的。简单地说,就是更多雾化过的油漆可以达到工件。静电也可以提高作业表面上形成的薄膜密度。

  电源提供对电流和电压连续的监控。电流和电压的限制是可以预先调节的。如果超过了这些限制,电源会发生一个报警并关闭静电的电压。

  4)只有正确地设置流量、成型空气、涡轮转速和高压,才能用最少的油漆,喷出最美的车身。

  3、机器人静电高压报警故障经验分析

  静电高压报警是FANUC喷涂机器人最常见的报警,在我们平常故障中占到了80%,也是日常工作中对车身喷涂质量产生影响的重要因素,结合多年维护经验,就高压报警的原因及处理方法进行简单总结。

  FANUCP-500喷涂机器人利用高压发生器(产生0~60kV的高电压),从而在旋杯和车体之间形成高压静电场。旋杯高速旋转时,将油漆切割成细小的漆滴,漆滴在静电场和压缩空气的作用下均匀地附着在车体表面,从而得到优异的喷涂效果。

  1)硬件损坏导致的高压报警

  只要高压发生器控制器、高压发生器和高压线等,任何一个硬件损坏,就肯定会报警,处理比较简单,更换相应的硬件就可以了。

  2)雾化器与车体距离导致的高压报警

  因为油漆也是会导电的,所有一般规定雾化器到车体的距离为25cm,在实际生产过程中,机器人的仿形程序不完善、车体夹具偏差都可能导致车体与旋杯距离过近。

  3)溶剂和油漆泄露导致的高压报警

  机器人的喷涂是靠阀门控制的,而这些阀门每天需要开闭上千次,FANUC的阀门一般开闭10万次后需要更换,不然很容易因为阀门的损坏导致油漆和溶剂的泄露。所以在平常的保养维护中,要对阀门的使用次数进行统计,对达到寿命的阀门,及时检查,发现不良及时更换。

  4)换色模块和管路老化导致的高压报警

  随着机器人的老化,厂家设定的冲洗程序已经无法对换色模块和管路冲洗干净,高压报警会逐渐增加。我们就需要从2个方面进行改善:优化冲洗程序,在不影响节距的情况下,尽量加长冲洗时间;建立一个长冲洗程序,在开机和关机的时候对管路和换色模块重复清洗。

10   2015-10-09 11:29:02.517 2015年首届工业机器人用户调查报告 (点击量:6)

  调查背景

  目前全球工业机器人年销售额约为95亿美元。2014年全球工业机器人销量为22.5万台左右,其中在亚洲的销量为14万台,几乎占到2/3,超过美国和欧洲市场总和。2014年,中国新增工业机器人57000台,其中,国产品牌17000台。其他则来自瑞士ABB、德国KUKA、日本安川电机(Yaskawa)及发那科(Fanuc)等海外供应商。受市场需求推动,我国本土工业机器人产业发展迅速,主要分布在沿海经济发达地区,主要是长三角和环渤海经济区。

  在市场火热的背后,我们还应看到,工业机器人技术具有典型的实践性特点,很多创新的灵感和推动力直接来自于终端用户的实际生产需求。工业机器人下游用户的需求可推动技术进步,也是技术创新的主要来源。因此,在工业机器人行业蓬勃发展的中国市场,开展针对工业机器人终端用户的调查是非常有必要的。

  金属加工杂志社于2014年7月~2015年1月开展了首届工业机器人用户调查,得到中国机床工具行业协会、中国汽车工程学会检测分会、一汽集团、东风汽车以及江淮汽车等协会和单位的大力支持,调查共收回906份有效问卷。本报告基于此次调查,从中国工业机器人的使用现状、未来需求两个角度展开,详细分析了工业机器人的应用行业分布,不同生产工序对工业机器人的实际需求,企业自动化率,机器人开动率,用户对机器人品牌的认知,以及用户近期对工业机器人的采购需求、采购决策过程等。报告以详实的数据、客观的分析,以求为政府部门、相关行业协会、工业机器人生产企业以及系统集成商等提供第一手的参考资料和决策依据。

  被调查者基本情况

  本次工业机器人用户调查对象主要来自于国有企业和民营企业(见图1),以大中型企业为主,其中企业规模大于500人的企业占到55%(见图2)。调查问卷主要来自汽车及零部件(24%)、机械加工(20%)、电工电子(5%)、金属及制品(8%)等行业,这也是目前机器人应用较为广泛的行业。绝大部分被调查者来自生产制造、工艺和技术研发部门(合计占63%,见图3),这些部门都是机器人的管理或直接使用者,对机器人品牌的选择起着关键性作用。

图1

图2

图3

  机器人应用现状

  调查显示,超过1/3的企业(35%)自动化率在20%~40%,31%的企业自动化率在20%以下,自动化率较高的企业只有18%(见图4)。这说明,虽然多数企业有使用机器人等自动化设备的经验,但企业整体自动化程度不高。

图4

  我国制造业中,每万名工人配备21台机器人,远远低于韩国的347台,日本339台,德国261台(见图5)。这从另一侧面反映了目前我国企业整体自动化程度不高。

图5

  在工业生产中,不同类型的工业机器人都已被大量采用。从工业机器人的存量看,根据调查,所占份额最多的为焊接(包括点焊和弧焊)和搬运/上下料型机器人,分别为42%和34%(见图6)。

图6

  目前正在使用的机器人品牌以国外为主,发那科、ABB、KUKA、安川、三菱、松下等,比例较高,国内机器人品牌应用较多的有广数、新松等(见图7)。

图7

  企业为什么选用机器人?调查显示,提高效率、提高产品的可靠性和一致性,是企业选择购买机器人的首要因素(见图8)。

图8

  33%的企业,机器人每天的工作时长小于8h,工作时长在12h以下的企业共有55%,机器人的使用并不充分。机器人开动率较高的(16h以上)只占21%(见图9)。

图9

  以上数据说明,目前企业现有机器人的使用水平还不高,机器人生产企业、系统集成商应该加强对用户的培训,帮助用户改进生产工艺和生产流程,最大化的发挥机器人的效率。

  根据调查反馈,如图10所示,在实际使用过程中,机器人整体稳定性比较好。对于所遇到的问题,集中归纳起来,主要表现在:①故障维修难、维修成本高是反映最多的现象。②程序易出错和编程难,企业普遍反映缺少熟练的机器人操作人员和编程人员。③稳定性、重复定位精度、工装等问题也比较常见。

图10

  希望机器人生产企业,提高售后服务的能力和反映速度,加强对用户的编程和操作使用培训。

  未来需求

  (1)未来应用机器人的工序:根据调查,用户反映,近期在以下工序会考虑增加机器人:

  ①机床上下料,钻孔、攻螺纹等典型的机加工工序。②打磨、去毛刺。③搬运。④检测。

  值得重视的是,机加工、上下料,打磨、去毛刺、搬运和检测等工序对机器人的需求不断在增加,增长潜力巨大。当然,焊接、喷涂等传统上使用工业机器人较多的工序,依然是企业重点考虑新购置机器人的领域。

  (2)用户希望机器人具备哪些方面的功能:①希望工业机器人具有触觉、力觉或简单视觉,能在较为复杂的环境下工作;具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能,成为智能型工业机器人。②人机界面更加友好,语言、图形编程界面更加易于使用。③编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外,要进一步提高离线编程的实用化程度。

  (3)选购机器人时所看重的因素:64.6%的用户将产品质量和可靠性排在首位,品牌居第二,价格和售后服务居第三和第四。随着中国制造2025规划的逐步实施,智能工厂的普及,其中工业机器人的应用是核心,自动化智能化程度越高,对机器人的产品质量和可靠性要求就越高(见图11)。

图11

  结合刚才机器人使用中遇到的问题,故障和维修是用户最头痛的事情,因为未来选购时把产品质量和可靠性放在首位是显而易见的。

  (4)近期的采购需求:62%的企业有采购需求(见图12)。单从整体经济大环境来看,工业机器人的采购属于大额设备投资,受影响较大,大批量购买的欲望不足。但是据调查显示,依然有62%的企业有采购需求,以用于现有生产线的升级改造。中国制造业企业规模、数量均居世界第一,62%的企业有采购需求,说明中国市场空间足够大。

图12

  (5)采购机器人的途径:50%的用户直接从厂家采购,通过经销商占33%,另有系统集成商17%(见图13)。从购买习惯来看,由于调查对象以大中型企业为主,从厂家直接采购,是这些企业最常见的方式。

图13

  (6)用户感兴趣的工业机器人品牌:在用户目前最感兴趣的机器人品牌中,ABB、发那科、KUKA依然占据了前三位。国产品牌中,广数、新松、南京埃斯顿等居前列(见图14)。

图14

  (7)采购机器人的决策过程:工业机器人采购决策中,32%的调查对象认为,在影响最终采购决策过程中,工艺/技术部发挥最重要的作用。其次是以总经理为代表的高级管理部门(28%),采购部(14%),由此可见,工艺技术人员在采购决策过程中的重要地位(见图15)。

图15

  (8)了解机器人产品信息的渠道:了解机器人产品信息的主要途径,展览会排名首位,由于工业机器人的使用专业技术性较强,因此,专业的杂志和图书依然是信息传播的主要渠道之一,数字媒体、厂家直销、他人推荐,也是了解机器人产品信息的主要渠道(见图16)。

图16

  总结

  (1)企业整体自动化程度不高,企业普遍缺少编程、操作方面的熟练技术人员。希望机器人生产企业,提高售后服务的能力和反映速度,加强对用户的编程和操作使用培训。

  (2)除焊接等传统应用领域之外,机加工、上下料、搬运、打磨去毛刺等领域的应用将成为未来工业机器人新的增长点,机器人企业应该加大对这些领域的关注,加大相应的研发投入。

  (3)用户对未来机器人提出更高的要求:具有触觉、力觉或简单视觉的工业机器人,具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能的智能型工业机器人。人机界面更加友好,语言、图形编程界面的研制,离线编程的实用化。

  (4)在工业机器人市场占有率,技术实力,以及品牌认知程度方面,国产机器人企业依然与国际品牌差距巨大。但是广数、新松、南京埃斯顿等国产机器人企业进步迅速,发展势头良好。

  另外,在调查问卷中,不少读者提出了对机器人的具体需求,并对如何搭建机器人领域的技术交流平台提出相应的建议,希望金属加工杂志社能够定期组织不同相关行业的机器人应用的技术交流,以便广大用户更好地掌握机器人产业的动态和发展趋势。