百格拉直角坐標機器人的應用探討

應該說中國是最需要又最不需要機器人的國家。中國人口眾多，勞動力資源豐富且廉價，從這一層面說用一個貴而笨重的機器人還不如雇一個人來的便宜，但是我國要做世界強國就必須用最少的資源作更多的事，我們的企業(yè)必須盡可能的采用高新技術來更高效率的生產(chǎn)，以高競爭力取勝，這就需要很多的機器人，人是沒有機器人那樣的精確率，準確率和高效率的。可能會有人失業(yè)，但創(chuàng)造的就業(yè)機會更多，社會所得的利益會更多。我相信在不久將來，機器人產(chǎn)業(yè)會如同汽車一樣成為國家的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，美國是‘汽車上的國度’，中國可以成為‘站在機器人肩膀上的國家’。

二、工業(yè)機器人技術現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展的趨勢

國外機器人領域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢：

1．工業(yè)機器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機價格不斷下降，平均單機價格從91年的10．3萬美元降至97年的6．5萬美元。

2．機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。

3．工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。

4．機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。

5．虛擬現(xiàn)實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。

我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關，目前已基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術，生產(chǎn)了部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人；其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應用，弧焊機器人已應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業(yè)機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品；機器人應用工程起步較晚，應用領域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術與國外比有差距；在應用規(guī)模上，我國已安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當前我國的機器人生產(chǎn)都是應用戶的要求，“一客戶，一次重新設計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關鍵技術，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模化設計，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。

三、百格拉公司機器人技術概述

1、直線導軌簡介

直線導軌由精制鋁型材、齒型帶、直線滑動導軌和伺服電機等組成。作為運動框架和載體的精制鋁型材其截面形狀通過有限元分析法來優(yōu)化設計，生產(chǎn)中的精益求精確保其強度和直線度。采用軸承光杠和直線滑動導軌作為運動導軌。運動傳動機構采用齒型帶，齒條或滾珠絲杠。各種導軌在各行業(yè)中經(jīng)多年大量實用和不斷完善使其在可靠性、降噪音、承載力、免維護等方面及整體性能均達到世界最優(yōu)。

2、二維機器人：

多維機器人是各種單根直線導軌的組合。我們提供組裝好的整體機器人，包括手爪和控制系統(tǒng)等，通電就工作的交鑰匙機器人。也可以只提供機器人，其它部分用戶自己配。

四、百格拉坐標機器人的應用

1．TLS100橫向噴碼系統(tǒng)

TLS100是百格拉公司專為激光噴碼系統(tǒng)提供的標準配置，裝上打印頭就構成噴碼系統(tǒng)，它有16個程序可供客戶選擇，每次可在20個位置噴碼，可以在前進和后退方式下精確噴碼。可在傳送帶速度變化時，和在加速和減速過程中精確噴碼。它能夠驅動較重的激光噴碼系統(tǒng), 如CO2和YAG光源。TLS100帶有噴碼系統(tǒng)所需要的全部輸出控制，來完成各種要求的噴碼工作。一個導軌上可以帶多個噴碼頭。

TLS100系統(tǒng)可改善已有的噴碼過程，它是非接觸性的，不用油墨。所有的系統(tǒng)參數(shù)用戶可以方便通過操作器輸入和修改，而不需要編程，并且所有的輸入和輸出信號都是光電隔離的。

主要用于以下行業(yè)：

包裝行業(yè)，印刷行業(yè)，粘標行業(yè)，自動化，食品，醫(yī)藥等。

2．TMS100橫向噴墨系統(tǒng)

TMS100是我公司提供的標準配置，裝上打印頭就構成噴碼系統(tǒng)。它有16個程序可供客戶選擇，每次可有20個打印點，可在前進和后退方式下打印。這種系統(tǒng)可以執(zhí)行高速打印任務，可以是噴墨，也可以是激光打印，TMS100是替班接觸式噴碼機變?yōu)榉墙佑|式的最理想的標記系統(tǒng)。所有的參數(shù)用戶可以通過操作器輸入和修改，不需要編寫程序，并且所有輸送給標記系統(tǒng)的信號都是光電隔離的，一個導軌上可以帶多個噴碼頭。

主要用于以下行業(yè)：

包裝行業(yè)，印刷行業(yè)，貼標行業(yè)，自動化，食品，醫(yī)藥等。

五、機器人發(fā)展的希望與困難

機器人技術是高技術的重要組成部分，其產(chǎn)業(yè)化的進程在我國剛剛起步，雖然取得了一定的成績，但仍然存在很多困難和不足，因此更需要多方面的關心和支持。

國家政策支持，是加速高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要前提。根據(jù)我國政府有關部門應組織力量進行充分地調查研究，在此基礎上，制定切實可行的推廣、應用機器人和促進機器人研究開發(fā)的傾斜政策。如在稅收、投資和貸款方面對機器人產(chǎn)業(yè)實行扶持政策。日本政府通過制定政策，采取一系列措施鼓勵企業(yè)應用機器人，為日本機器人在國內(nèi)開拓市場的經(jīng)驗值得我們借鑒。另外，對機器人用戶，可以考慮給予一定的資金補貼，以鼓勵購買．為了避免危險惡劣的工作環(huán)境導致的工傷事故和職業(yè)病，保護工人的身心安全，對一些特殊工種，如噴涂，鑄造等通過勞動法強制采用工業(yè)機器人來代替．這樣可以大大增加工業(yè)機器人的需求數(shù)量。

我國的機器人產(chǎn)業(yè)化必須由市場來拉動。機器人作為高技術，它的發(fā)展與社會的生產(chǎn)、經(jīng)濟狀況密切相關。機器人的研制、開發(fā)只有從技術上實現(xiàn)可能性大為原則選擇機器人優(yōu)先應用的領域，并以此為突破口，向其他領域滲透、擴散至為重要。

機器人知識的普及程度對機器人產(chǎn)業(yè)化的進程也起著很大的制約作用。試想如果我們的最終機器人用戶對機器人都感到神秘莫測．并心存放而遠之的態(tài)度，談何機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展？因此國家和有關企業(yè)都應把機器人知識的科普宣傳放在一個很重要的位置。

我國機器的應用人要順利走上市場，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還是需要各方面的共同努力。