通过高级编辑丽莎·艾特尔@DW_LisaEitel
在当今先进的制造环境中，很难找到没有在某些过程中采用机器人技术的生产设施。coper公司的自动化专家Skye Gorter表示:“机器人对制造商获得更高的重复性、精度和吞吐量以及更安全的工作环境的能力产生了巨大的影响，同时降低了生产相同产品的成本。”好处显而易见，但机器人在自动化领域崛起的背后是什么呢?
Gorter说:“更好的微芯片以更低的成本极大地提高了处理能力，因此设计师正在运动控制层面实现机器人的运动学结构，将机器人无缝集成到整个机器系统中。”因此，再加上更高效、更易于使用的串行总线，如EtherCAT，工业机器人的性能在制造过程中取得了巨大的飞跃。
终端用户结合机器人技术的趋势也获得了动力，这要归功于机器人平台的增加——不仅是笛卡尔平台，还有德尔塔和六轴选择性顺应关节机器人臂(SCARAs)或龙门式笛卡尔机器人。这是贝尔·艾弗曼首席技术官迈克·艾弗曼所说的。大多数用于机器看护、托盘和焊接的工业机器人是scara或由电机移动的线性动力传动部件组成的龙门。
这里有一个警告:尽管笛卡尔机器人通常比scara或Delta机器人更便宜，但情况并非总是如此。“这是因为，如果一个笛卡尔机器人有四个轴，分别有独立的驱动器，一个PLC作为大脑，一个控制工程师必须编程和协调这些轴，以使末端执行器以一种流动的方式从a移动到B。通过SCARA，工程师将空间中的X-Y-Z点插入到系统中，让机器人控制器计算出轨迹。”雅马哈机器人控制工程师Jeff Henshaw说。
也就是说，一些完成的笛卡尔机器人或舞台设置可以处理与Delta或SCARA机器人相同的工作，成本和编程工作量要低得多。艾弗曼说:“近年来，工程师们对Delta和SCARA机器人的优雅和流畅性特别着迷。”“然而，与笛卡尔机器人相比，Delta和SCARA机器人有成本和易于控制的缺点。当工程师们评估成本和控制因素时，自然而然就会考虑笛卡尔和其他预先设计的系统作为替代方案。”
笛卡尔机器人可以接受PLC的命令，PLC是工厂车间的主要设备，而且单位有效载荷成本也倾向于笛卡尔机器人。艾弗曼说:“大多数德尔塔机器的用途相当轻，而一般的工厂自动化通常需要更坚固的设备，能够承担更重的有效载荷。”
delta和cartesian也比scara有优势，因为它们在给定的范围内占用更少的空间，Everman补充道。SCARA本质上有一个圆形的访问区域，边界框的角落有死角。
不管运动学如何，近年来提高工业机器人性能的另一项技术进步是集成安全技术，它可以监测机器人的速度、位置和扭矩，以及外部障碍的状态。这是三菱电气自动化公司的产品经理亚历克斯·博内尔说的。这些安全系统可以让工程师将机器人部署在比以前更多样的环境中，例如与人类一起工作的机器人。
博内尔说:“在过去几年里，消费电子和仓库管理行业的终端用户推动了许多机器人制造商开发产品，因为他们的需求与大多数机器人消费者相比是非常独特的。”
技术进步也使机器人有了新的应用。电装产品与服务美洲分公司机器人工程、维修和培训经理帕特里克•劳斯特说:“控制和软件方面的进步使集成机器人变得更容易、更划算……无线技术、包装和制药领域的发展促使机器人制造商生产更小、更快的机器人。”这里的主要目标是产品包装和制造的可验证性。
继续使用更多机器人的行业是食品生产和包装。“总的来说，由于缺乏对自动化的理解，这些行业中有很大比例的公司继续使用手工操作。然而，随着这些行业的公司了解到自动化和实施机器人技术的好处，他们往往不会将生产过程转化为自动化过程。”这使得这些公司可以灵活生产，提高生产率。由于美国是世界上最大的粮食生产国之一，市场潜力非常大。
在过去几年里，机器人的制造和分布发生了怎样的变化，“机器人现在正在制造机器人。这保持了质量和交货时间表，”笑笑说。
事实上，在过去的十年中，新的机器人技术甚至促成了新的应用。博内尔说:“一家海外汽车行业的运营商有一个应用程序，机器人必须从一个大箱子中取出小零件，然后把它们投入到自动化加工的下一阶段。”“现有的工艺是使用一个容易堵塞的大型振动给料机。这限制了作业者每条生产线只能加工一个零件。”因此，最终用户实现了一个新的紧凑的3d视觉系统安装在一个六轴机器人的末端，可以直接定位和取出箱子中的零件。博内尔说:“虽然3D传感技术已经出现一段时间了，但微型化的摄像头单元让摄像头可以在垃圾桶内工作，所以现在系统可以看到所有部分。”先进的图像处理算法还允许控制装置识别和挑选被遮挡的部分，即使相机的视觉信息非常少。
机器人领域最有前途的发展之一是合作机器人的崛起，比如Rethink公司的Baxter和Universal机器人——它们具有顺从的执行机构，在人类周围很安全，无需守卫或笼子。
博内尔说:“我认为机器人领域最有前途的发展是引入了可与人类直接合作的协作单元。”这些单元为机器人引入了一个全新的应用领域，让它们可以在以前无法操作的地方操作。他补充说:“由于协同技术仍处于起步阶段，在未来五年里，我们将继续看到制造商专注于开发必要的技术，使协同机器人更有能力、更安全、更容易使用。”
艾弗曼说，随着终端用户越来越多地接触到机器人的设计和运动学，他们已经能够熟练地可视化某一特定设备如何取代人。
了下:运动控制技巧
