newsbjtp

Istorija razvoja industrijskih robota: evolucija od robotskih ruku do inteligentne proizvodnje

1. Poreklo industrijskih robota Izum industrijskih robota može se pratiti do 1954. godine, kada je Džordž Devol prijavio patent za konverziju programabilnih delova. Nakon partnerstva sa Josephom Engelbergerom, osnovana je prva svjetska robotska kompanija Unimation, a prvi robot je pušten u upotrebu na proizvodnoj liniji General Motorsa 1961. godine, uglavnom za izvlačenje dijelova iz stroja za tlačno livenje. Većina univerzalnih manipulatora sa hidrauličnim pogonom (Unimates) prodata je u narednim godinama, korištenih za manipulaciju dijelovima karoserije i točkasto zavarivanje. Obje aplikacije su bile uspješne, što ukazuje da roboti mogu pouzdano raditi i garantirati standardizirani kvalitet. Ubrzo su mnoge druge kompanije počele da razvijaju i proizvode industrijske robote. Rođena je industrija vođena inovacijama. Međutim, trebalo je mnogo godina da ova industrija postane zaista profitabilna.
2. Stanford Arm: Veliki proboj u robotici Revolucionarni “Stanford Arm” dizajnirao je Victor Scheinman 1969. godine kao prototip istraživačkog projekta. Bio je student inženjerstva na Odsjeku za mašinstvo i radio je u Laboratoriji za umjetnu inteligenciju Stanford. “Stanford Arm” ima 6 stupnjeva slobode, a potpuno elektrificiranim manipulatorom upravlja standardni kompjuter, digitalni uređaj pod nazivom PDP-6. Ova neantropomorfna kinematička struktura ima prizmu i pet okretnih zglobova, što olakšava rješavanje kinematičkih jednačina robota, čime se ubrzava računarska snaga. Pogonski modul se sastoji od DC motora, harmonijskog pogona i reduktora s cilindričnim zupčanikom, potenciometra i tahometra za povratnu informaciju o položaju i brzini. Naknadni dizajn robota bio je pod dubokim utjecajem Scheinmanovih ideja

3. Rođenje potpuno elektrificiranog industrijskog robota 1973. godine ASEA (sada ABB) lansirala je prvog na svijetu mikrokompjuterski kontroliranog, potpuno elektrificiranog industrijskog robota IRB-6. Može izvoditi kontinuirano kretanje putanje, što je preduvjet za elektrolučno zavarivanje i obradu. Izvještava se da se ovaj dizajn pokazao vrlo robusnim i da robot ima vijek trajanja do 20 godina. Sedamdesetih godina, roboti su se brzo proširili u automobilskoj industriji, uglavnom za zavarivanje i utovar i istovar.

4. Revolucionarni dizajn SCARA robota Godine 1978, Hiroši Makino je razvio selektivno usklađen robot za sklapanje (SCARA) na Univerzitetu Yamanashi, Japan. Ovaj orijentirni četveroosni, jeftin dizajn bio je savršeno prilagođen potrebama montaže malih dijelova, jer je kinematička struktura omogućavala brza i usklađena kretanja ruku. Fleksibilni sistemi sastavljanja bazirani na SCARA robotima sa dobrom kompatibilnošću dizajna proizvoda uvelike su promovirali razvoj elektronskih i potrošačkih proizvoda velikog obima širom svijeta.
5. Razvoj lakih i paralelnih robota Zahtjevi brzine i mase robota doveli su do novih kinematičkih i transmisionih dizajna. Od ranih dana, smanjenje mase i inercije strukture robota bio je glavni cilj istraživanja. Omjer težine 1:1 prema ljudskoj ruci smatran je krajnjim mjerilom. Ovaj cilj je 2006. godine postigao lagani robot iz KUKA. To je kompaktna robotska ruka sa sedam stupnjeva slobode s naprednim mogućnostima kontrole sile. Drugi način da se postigne cilj male težine i krute strukture istražuje se i teži od 1980-ih, a to je razvoj paralelnih alatnih mašina. Ove mašine povezuju svoje krajnje efektore sa osnovnim modulom mašine preko 3 do 6 paralelnih nosača. Ovi takozvani paralelni roboti su vrlo pogodni za velike brzine (kao što je hvatanje), visoku preciznost (kao što je obrada) ili rukovanje velikim opterećenjima. Međutim, njihov radni prostor je manji od onih sličnih serijskih ili otvorenih robota.

6. Kartezijanski roboti i dvoručni roboti Trenutno su kartezijanski roboti još uvijek idealno prikladni za aplikacije koje zahtijevaju široko radno okruženje. Pored tradicionalnog dizajna koji koristi trodimenzionalne ortogonalne translacione osi, Gudel je 1998. predložio strukturu okvira sa zarezima. Ovaj koncept omogućava jednoj ili više robotskih ruku da prate i cirkulišu u zatvorenom sistemu prenosa. Na ovaj način se radni prostor robota može poboljšati velikom brzinom i preciznošću. Ovo može biti posebno vrijedno u logistici i proizvodnji strojeva. Delikatan rad s dvije ruke je ključan za složene zadatke montaže, istovremenu obradu i utovar velikih objekata. Prvi komercijalno dostupan sinhroni dvoručni robot predstavio je Motoman 2005. Kao dvoručni robot koji oponaša doseg i spretnost ljudske ruke, može se postaviti u prostor u kojem su radnici ranije radili. Stoga se kapitalni troškovi mogu smanjiti. Ima 13 osa kretanja: 6 u svakoj ruci, plus jednu os za osnovnu rotaciju.
7. Mobilni roboti (AGV) i fleksibilni proizvodni sistemi U isto vrijeme, pojavila su se automatska vođena vozila industrijske robotike (AGV). Ovi mobilni roboti mogu se kretati po radnom prostoru ili se koristiti za utovar opreme od tačke do tačke. U konceptu automatizovanih fleksibilnih proizvodnih sistema (FMS), AGV su postali važan deo fleksibilnosti putanje. Prvobitno, AGV su se oslanjali na unapred pripremljene platforme, kao što su ugrađene žice ili magneti, za navigaciju kretanja. U međuvremenu, AGV sa slobodnom navigacijom se koriste u velikoj proizvodnji i logistici. Obično se njihova navigacija zasniva na laserskim skenerima, koji daju preciznu 2D mapu trenutnog stvarnog okruženja za autonomno pozicioniranje i izbjegavanje prepreka. Od početka se smatralo da kombinacija AGV-a i robotskih ruku može automatski utovariti i istovariti alatne strojeve. Ali u stvari, ove robotske ruke imaju ekonomske i troškovne prednosti samo u određenim specifičnim prilikama, kao što su uređaji za utovar i istovar u industriji poluvodiča.

8. Sedam glavnih razvojnih trendova industrijskih robota Od 2007. godine, evoluciju industrijskih robota mogu obilježiti sljedeći glavni trendovi: 1. Smanjenje troškova i poboljšanje performansi – Prosječna jedinična cijena robota je pala na 1/3 originalne cijene ekvivalentnih robota 1990. godine, što znači da automatizacija postaje sve jeftinija, automatizacija i performanse postaju jeftiniji. kao brzina, nosivost, srednje vrijeme između kvarova (MTBF) su značajno poboljšani. 2. Integracija PC tehnologije i IT komponenti – Tehnologija personalnih računara (PC), softver za potrošače i gotove komponente koje je donela IT industrija efektivno su poboljšali isplativost robota.- Sada većina proizvođača integriše procesore zasnovane na računaru, kao i programiranje, komunikaciju i simulaciju u kontroler, i koristi IT tržište visokog prinosa da ga održava. 3. Kolaborativna kontrola sa više robota – Više robota se može programirati i koordinirati i sinhronizovati u realnom vremenu preko kontrolera, što omogućava robotima da rade precizno zajedno u jednom radnom prostoru. 4. Široko rasprostranjena upotreba sistema vizije – Vizioni sistemi za prepoznavanje objekata, pozicioniranje i kontrolu kvaliteta sve više postaju dio robotskih kontrolera.5. Umrežavanje i daljinsko upravljanje – Roboti su povezani na mrežu preko sabirnice polja ili Etherneta radi bolje kontrole, konfiguracije i održavanja.6. Novi poslovni modeli – Novi finansijski planovi omogućavaju krajnjim korisnicima da iznajme robote ili da profesionalna kompanija ili čak dobavljač robota upravljaju robotskom jedinicom, što može smanjiti rizik ulaganja i uštedjeti novac.7. Popularizacija obuke i obrazovanja – Obuka i učenje postali su važni servisi za više krajnjih korisnika da prepoznaju robotiku. – Profesionalni multimedijalni materijali i kursevi osmišljeni su da obrazuju inženjere i radnike kako bi im omogućili efikasno planiranje, programiranje, rukovanje i održavanje robotskih jedinica.

1736490705199


Vrijeme objave: Apr-15-2025