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        從KUKA機器人C2到C4看工業(yè)發(fā)展

        2016-05-30 10:48:04高立明
        科技尚品 2016年1期
        關(guān)鍵詞:工業(yè)機器人型號工業(yè)

        高立明

        摘 要:本文中,筆者以KUKA機器人為例,通過回顧其從C2到C4型號的發(fā)展與改進,對工業(yè)發(fā)展趨勢進行探究與思考。

        關(guān)鍵詞:工業(yè)機器人;KUKA機器人;型號;工業(yè);發(fā)展

        1 KUKA機器人概述

        當前,工業(yè)領(lǐng)域所使用的機器人大致分為串聯(lián)機器人和并聯(lián)機器人兩類。其中,串聯(lián)機器人與并聯(lián)機器人最大的區(qū)別在于一個軸的運動是否會改變另一個軸的坐標原點。串聯(lián)機器人能夠滿足此條件,而并聯(lián)機器人采用的是并聯(lián)機構(gòu),在具體運行中,其一個軸的運動并不會改變另一個軸的坐標原點。在工業(yè)機器人領(lǐng)域內(nèi),開始對并聯(lián)機器人的研究是在1978年Hunt提出把機器人操作器改為六自由度的理念之后,因此也可以將其作為并聯(lián)機器人的研究開端。并聯(lián)機器人與串聯(lián)機器人相比,具有運動負荷小、承載能力大、剛度大、結(jié)構(gòu)堅固、精確度高等優(yōu)點。

        作為工業(yè)機器人制造業(yè)巨頭的KUKA機器人有限公司隸屬于KUKA股份公司,是當今全球領(lǐng)先的工業(yè)機器人制造商,同時也是德國與歐洲工業(yè)機器人市場的領(lǐng)導者,其位于德國奧格斯堡。該公司旗下共有子公司25家,分布于亞洲、美洲和歐洲等地區(qū),占據(jù)了這些地區(qū)工業(yè)機器人市場的重要位置。

        KUKA機器人的銷量在行業(yè)內(nèi)一直遙遙領(lǐng)先,其生產(chǎn)的機器人在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)量排全球第一,并且有一半以上都應用在汽車生產(chǎn)車間內(nèi)。以大眾汽車的生產(chǎn)車間為例,其整個生產(chǎn)線的自動化已高達92%。KUKA機器人最大的特點在于其先進的控制系統(tǒng),它采用的是PCBASED控制系統(tǒng),并在微軟的Windows界面下操作,與標準化的個人電腦硬件配合使用,使機器人的平均故障間隔時間大大增加。

        除此之外,目前工業(yè)機器人正朝向操作便捷、智能化等方向發(fā)展與改進??傊?,工業(yè)機器人的發(fā)展前景對于KUKA公司和其他機器人生產(chǎn)公司來說,既是一次機遇也是一次巨大的挑戰(zhàn)。

        2 KUKA機器人C2到C4在工業(yè)發(fā)展中的趨勢與應用

        2.1 KUKA機器人C2與C4的變化與比較

        KUKA機器人C2系統(tǒng)相對穩(wěn)定,其界面設(shè)定為手按界面,由六個伺服控制器模塊構(gòu)成;而C4系統(tǒng)改進為觸摸屏界面,充滿了現(xiàn)代化的氣息,并且C4系統(tǒng)是由每三個伺服控制器模塊組合成一個模塊,比C2系統(tǒng)模塊更為分散化,運行速度更高、更流暢。

        在實際操作中,KUKA機器人C4系統(tǒng)相較于C2系統(tǒng)更高效、更安全、更靈活,其最大的區(qū)別在于C4系統(tǒng)更加智能化與人性化,其全新的設(shè)計理念為今后機器人自動化發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。并且,C4系統(tǒng)不僅將自動化方面的集成、保養(yǎng)和維護的資本大大降低,更實現(xiàn)了系統(tǒng)效率和靈活性的持續(xù)提高。因此可以說,KUKA公司在此次技術(shù)創(chuàng)新過程中,開發(fā)出了一個結(jié)構(gòu)清晰、性能優(yōu)化、注重使用開放高效數(shù)據(jù)標準的全新系統(tǒng)架構(gòu)。在C4系統(tǒng)中,集成的全部機器人控制、安全控制、運動控制和邏輯控制等模塊都擁有相同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),且可以對這些數(shù)據(jù)進行智能化使用和分享,使機器人具備了極高的性能、靈活性和可升級性等特點,進而提高了工業(yè)生產(chǎn)的整體效率與效益。

        2.2 從KUKA機器人C2到C4看工業(yè)發(fā)展

        2.2.1 集成化

        所謂集成化,是指將一些事物或者功能聚集在一起,而不是指單一的設(shè)備或單一的功能。KUKA機器人C4系統(tǒng)在自動化技術(shù)方面實現(xiàn)了集成化,從而使成本降低、工業(yè)生產(chǎn)效益提高,因此可以看出集成化是當前工業(yè)發(fā)展的主要方向。

        2.2.2 數(shù)據(jù)化

        數(shù)據(jù)化是指以數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。目前,我們正從信息化時代向數(shù)據(jù)化時代邁進,可以說,對數(shù)據(jù)進行搜集、整理、分析和利用是未來工業(yè)發(fā)展的趨勢之一。KUKA機器人C4系統(tǒng)使集成的全部機器人控制、安全控制、運動控制和邏輯控制等模塊都設(shè)定了相同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),使之可以對這些數(shù)據(jù)進行加工和利用,進而得出最有效的信息資源。

        2.2.3 智能化

        智能化指的是由計算機技術(shù)、通信技術(shù)、行業(yè)技術(shù)和智能控制技術(shù)等匯集而成的針對某一方面的應用功能,具體體現(xiàn)在工作流程中人工參與更少、用戶體驗更加人性化等方面。KUKA機器人C4系統(tǒng)將智能化應用提高到一個新的高度,為未來工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

        2.2.4 整體轉(zhuǎn)型

        第三次科技革命之后,世界工業(yè)以迅猛的速度向前發(fā)展,并取得了重大的成就。但隨著社會發(fā)展以及人們需求日漸多元化,第三次科技革命的信息技術(shù)、海洋技術(shù)和新能源技術(shù)等已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代人們生產(chǎn)生活的需求,因此需要一次全新的轉(zhuǎn)型促進其發(fā)展,這就體現(xiàn)出了工業(yè)整體轉(zhuǎn)型的必然性與趨勢。

        除此以外,KUKA機器人C2到C4的發(fā)展還體現(xiàn)出工業(yè)網(wǎng)絡的發(fā)展與進步。所謂工業(yè)網(wǎng)絡,指的是一種安裝在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的通信系統(tǒng),它具有全數(shù)字化、雙向和多站的基本特征,具有安裝使用方便、診斷簡易、模塊化、企業(yè)化管理等優(yōu)點。從C2系統(tǒng)到C4系統(tǒng)的進步可以看出,工業(yè)通訊系統(tǒng)正向著簡易化、智能化、人性化的方向發(fā)展,其使用量將會隨著工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展。

        3 結(jié)語

        KUKA公司首席創(chuàng)新官貝恩德·利珀特曾說過:“機器人技術(shù)將會在不久的將來改變世界,它將在未來50年內(nèi)釋放出比互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)更為強大的力量?!惫I(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展逐漸步入到一個全新的階段,從開始的籠中作業(yè)到現(xiàn)在的防護擺脫,實現(xiàn)了在保證安全的基礎(chǔ)上與人類共同作業(yè)、交流的目標,并且這些機器人具備行走能力與環(huán)境認知能力,能夠完成日趨復雜的生產(chǎn)工作,可以說機器人的智能化正在從夢想一步步變?yōu)楝F(xiàn)實??v觀世界工業(yè)的發(fā)展,其正從信息時代逐步升華,不斷提高自身的智能化、集成化、數(shù)據(jù)化,而這也預示著新的工業(yè)革命將會到來。

        參考文獻

        [1]趙杰.我國工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)[J].航空制造技術(shù),2012,(12):26-29.

        [2]馮華山,秦觀生,王潤孝.航空航天制造領(lǐng)域工業(yè)機器人發(fā)展趨勢[J].航空制造技術(shù),2013,(19):32-37.

        [3]孫立琴,叢明,趙強.汽車發(fā)動機和變速箱自動化裝配技術(shù)[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2009,(3):59-62.

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