衝壓機器人

衝壓機器人

衝壓機器人在衝壓領域的套用,正顯露出越來越大的優點。衝壓機器人正在被廣泛的套用到衝壓領域,隨著衝壓機器人技術的不斷發展和日臻完善,它必將給衝壓領域帶來一次巨大的變革。

一、發展歷程

1.1913年,美國福特汽車公司首次研發成功機械手。它被用來給工具機上下料形成自動生產線,是產量顯著提高,取得了良好的經濟效果。
2.1959年,美國聯合控制公司首次研發成功一種動作程式可變,行程可調,適應力強的高級機械手。它不但能給多品種、小批量生產的自動工具機上下料,而且能夠自動控制工具進行焊接、熱處理等作業,在一定程度上像人手一樣工作,因此稱這種高級機械手為機器人。
3.1962年美國AMF公司生產出“VERSTRAN”(意思是萬能搬運),與Unimation公司生產的Unimate一樣成為真正商業化的工業機器人,並出口到世界各國,掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。
4.1984年末,著名科學家錢學森指出:“所謂機器人,就是指那些有特定功能的自動機,它是機電一體化的,具有人工智慧因素的80年代高技術,是新技術革命的重要內容之一。”
5.1978年美國Unimation公司推出通用工業機器人PUMA,這標誌著工業機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。

二、特點

1.工作時間長。一天24小時都可以連續運作,而人工必須要有休息時間。
2.可替代人工進行危險性作業。在某些衝壓領域,不少的工序是很有危險性的,衝壓行業的原理就是利用沖床的重量衝壓來進行生產,其人工在一旁操作危險性很大,衝壓機器人運轉的話就消除了老闆的這一顧慮,不然發生斷手斷指,單賠償費用就30-40萬。
3.成本低,半年能回本。一台機械手大概在6-10萬,軸數不一樣,品牌不一樣都會影響價格。成本前期來說會是一筆不小的錢,可是按時間,月份來算的話也就相當於員工大半年的工資。
4.不用發工資,效率高。當然,衝壓機器人是不用發工資的,而且運作效率非常之高,比起人工的出錯率要低很多。
減少工人手工技術的依賴性。在中國,普工的占比很高,工人手工技術的依賴性也非常之大,社會需要進步,必然製造業也要不斷的科技化,效率化,衝壓機器人替代人工,也將減少工人手工技術的依賴性。

三、分類

目前衝壓機械手的分類方法較多,通常可按驅動方式、搬運重量、坐標型式、控制方法和運動軌跡等來分類。
按驅動方式可分為機械式機械手、液壓式機械手、氣動式機械手和電動式機械手等。
按搬運重量可分為微型機械手、小型機械手、中型機械手和大型機械手等;
按坐標型式可分為直角坐標式機械手、圓柱坐標式機械手、極坐標式機械手和多關節式機械手等;
按控制方法可分為固定程式控制機械手和可變程式控制機械手等;
按運動軌跡則可分為點位軌跡機械手和連續軌跡機械手等

四、作用意義

1.可以提高生產過程的自動化程度
套用機械手,有利於提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度,從而可以提高勞動生產率,降低生產成本,加快實現工業生產機械化和自動化的步伐。
2.可以改善勞動條件、避免人身事故
在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場合中,用人手直接操作是有危險或根本不可能的。而套用機械手即可部分或全部代替人安全地完成作業,大大地改善了工人的勞動條件。同時,在一些動作簡單但又重複作業的操作中,以機械手代替人手進行工作,可以避免由於操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。
3. 可以減少人力,便於有節奏的生產
套用機械手代替人手進行工作,這是直接減少人力的一個側面,同時由於套用機械手可以連續地工作,這是減少人力的另一個側面。因此,在自動化工具機和綜合加工自動生產線上目前幾乎都設有機械手,以減少人力和更準確地控制生產的節拍,便於有節奏地進行生產。

五、研究方向

模糊控制和智慧型化
首先模糊控制是利用模糊數學的基本思想和理論的控制方法。在傳統的控制領域裡,控制系統動態模式的精確與否是影響控制優劣的最主要關鍵,系統動態的信息越詳細,則越能達到精確控制的目的。然而,對於複雜的系統,由於變數太多,往往難以正確的描述系統的動態,於是工程師便利用各種方法來簡化系統動態,以達成控制的目的,但卻不盡理想。換言之,傳統的控制理論對於明確係統有強而有力的控制能力,但對於過於複雜或難以精確描述的系統,則顯得無能為力了。因此便嘗試著以模糊數學來處理這些控制問題。
模仿人類下判斷時的模糊概念,運用模糊邏輯和模糊推論法進行推論,而得到模糊控制訊號。此部分是模糊控制器的精髓所在。
未來機器人與今天的相比最突出的特點在於其具有更高的智慧型。隨著計算機技術、模糊控制技術、專家系統技術、人工神經網路技術和智慧型工程技術等高新技術的不斷發展,必將大大提高工業機器人學習知識和運用知識解決問題的能力,並具有視覺、力覺、感覺等功能,能感知環境的變化,作出相應反應,有很高的自適應能力,幾乎能像人一樣去乾更多的工作。
通用化、標準化、模組化
衝壓機器人是一種高科技產品,其製造、使用維護成本比較高,操作機和控制器採用通用元器件,讓衝壓機器人組件、構件實現通用化、標準化、模組化是降低成本的重要途徑之一。大力制訂和推廣“三化”,將使衝壓機器人產品更能適應國際市場價格競爭的環境。
高精化
隨著人類對產品和服務質量的要求越來越高,對從事製造業的衝壓機器人的要求也相應提高,開發高精度衝壓機器人是必然的發展結果。
網路化
網路化使機器人由獨立的系統向群體系統發展,使遠距離操作監控、維護及遙控腦型工廠成為可能,這是機器人技術發展的一個里程碑。機器人僅僅實現了簡單的網路通訊和控制,網路化機器人是目前機器人研究中的熱點之一。
一腦多手控制
所謂的一腦就是指使用一顆高級的CPU控制器,這樣能夠大大的提高系統的穩定性和可控性。多手是指控制多的機械手完成不同的工作,這裡的機械手不需要有自我控制能力,只需要有信息採集能力就可。把採集的信息傳遞給CPU控制器進行處理。
自我完善和修復能力
一台高級智慧型化的衝壓機器人應該具有自我修復的能力,這樣能夠更好的避免因為突髮狀況導致的生產停頓帶來巨大的損失。例如當出現了錯誤的指令時可以自己進行報警或調試。當有元器件損壞時可以自我進行修復。

六、發展前景

衝壓機器人在衝壓領域的套用,正顯露出越來越大的優點。衝壓機器人正在被廣泛的套用到衝壓領域,隨著衝壓機器人技術的不斷發展和日臻完善,它必將給衝壓領域帶來一次巨大的變革!

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