六軸機(jī)器人的發(fā)展史

康道昊威資訊：六軸機(jī)器人的發(fā)展史，六軸機(jī)器人的發(fā)展也是有歷史的。

六軸機(jī)器人的發(fā)展，經(jīng)歷了剛性自動(dòng)線和柔性自動(dòng)線的兩個(gè)時(shí)代。就目前而言，在國內(nèi)二者均有之。剛性加工自動(dòng)線的輸送分為棘輪棘爪、擺桿、抬起步伐、機(jī)動(dòng)滾道等形式。隨著加工中心機(jī)床的發(fā)展，由其組成的自動(dòng)線逐步替代組合機(jī)床組成的自動(dòng)線，它以適應(yīng)小批量多品種的優(yōu)點(diǎn)，得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，并稱其為柔性加工自動(dòng)線。這種以加工中心機(jī)床組成的柔性加工自動(dòng)線，就其輸送裝置或輸送帶依然為剛性，這類柔性自動(dòng)線可謂是準(zhǔn)柔性。當(dāng)今的柔性加工自動(dòng)線又有了飛躍，輸送形式以剛性加柔性(六軸機(jī)器人)并存，或純?nèi)嵝暂斔停摧斔拖到y(tǒng)全部由桁架機(jī)器人組成，這是真正的柔性加工自動(dòng)線，即主機(jī)柔性，輸送系統(tǒng)也柔性。如主機(jī)是高速加工中心配以六軸機(jī)器人輸送，又稱之為敏捷柔性加工自動(dòng)線，是敏捷制造系統(tǒng)的重要組成部分。自動(dòng)線采用六軸機(jī)器人輸送后，輸送步距可根據(jù)機(jī)床的配置隨意改變，自動(dòng)線上的機(jī)床與機(jī)床之間的安裝位置不再象剛性輸送那樣，按照輸送步距或步距倍數(shù)的要求進(jìn)行嚴(yán)格的安裝，且輸送速度也可根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍及輸送的距離而改變。而真正體現(xiàn)柔性輸送的重要一面是，當(dāng)被加工零件的產(chǎn)品改變后，輸送部分不會(huì)不適應(yīng)而全部更換，只要改變輸送程序和機(jī)器人局部結(jié)構(gòu)即可。采用六軸機(jī)器人輸送更先進(jìn)的一面是，機(jī)床柔性加工自動(dòng)線整體的自動(dòng)化、智能化的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。因此，六軸機(jī)器人才在當(dāng)今柔性加工自動(dòng)線上越來越多地被采用，使整個(gè)生產(chǎn)過程通過信息流系統(tǒng)進(jìn)行控制。在加工和運(yùn)輸過程中，所需各種信息收集、處理、反饋，并通過電子計(jì)算機(jī)或其他控制裝置(液壓、氣壓裝置等)，對(duì)機(jī)床或運(yùn)輸設(shè)備實(shí)行分級(jí)控制。信息流系統(tǒng)分為由計(jì)算機(jī)、物流控制計(jì)算機(jī)、單元控制計(jì)算機(jī)、各數(shù)控機(jī)床以及信息傳送網(wǎng)絡(luò)組成。目前，汽車制造業(yè)中加工發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋及曲軸等大批量關(guān)鍵零件的柔性加工自動(dòng)線，大都采用了六軸機(jī)器人輸送。

1.六軸機(jī)器人的組成

機(jī)器人能夠借助可編程序來處理和執(zhí)行任務(wù)。機(jī)器人主要由手臂、回轉(zhuǎn)裝置、運(yùn)動(dòng)部件及驅(qū)動(dòng)部件組成。通過對(duì)工件外形或工件上定位支撐點(diǎn)定位夾持工件。例如，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)加工柔性自動(dòng)線物流輸送中，六軸機(jī)器人的夾持模塊會(huì)根據(jù)缸體、缸蓋、曲軸等工件的外形特點(diǎn)，選取不同的定位和夾持方式。柔性機(jī)器人上采用氣缸和電機(jī)進(jìn)行定位和夾持模塊的切換驅(qū)動(dòng)，一套機(jī)器人可完成不同品種的工件搬運(yùn)工作。夾持定位模塊可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量和外形的大小采用系列化設(shè)計(jì)，機(jī)器人上的夾持定位模塊安裝方式相同，針對(duì)不同系列的工件，只需切換相應(yīng)的夾持定位模塊即可，滿足快速切換的需要。這樣，當(dāng)加工不同品種的工件，只須變換夾持模塊就可實(shí)現(xiàn)，提高了六軸機(jī)器人的柔性化。

由于六軸機(jī)器人輸送的速度快，加速度大，加減速時(shí)間短。當(dāng)輸送較重的工件時(shí)，慣量大，因此，伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)要有足夠的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)的能力，支撐元件也要有足夠的剛度及強(qiáng)度。只有這樣，才能使伺服電動(dòng)機(jī)滿足六軸機(jī)器人輸送的高響應(yīng)、高剛度及高精度要求。

2.六軸機(jī)器人是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的

六軸機(jī)器人作為時(shí)尚的一種輸送工具，越來越受到青睞。目前，國內(nèi)外主流的柔性自動(dòng)線物流系統(tǒng)主要有兩種形式：由六軸機(jī)器人輸送工件組成的全自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)和由機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行上下料組成自動(dòng)生產(chǎn)線。在歐美日等發(fā)達(dá)工業(yè)體系，由高速加工中心和六軸機(jī)器人組成的敏捷柔性生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)是主流產(chǎn)品，六軸機(jī)器人在高空中輸送零件，直接把被加工零件從一臺(tái)機(jī)床輸送到另一臺(tái)機(jī)床上，六軸機(jī)器人兼有工序間運(yùn)輸和自動(dòng)上下料及物料回轉(zhuǎn)等輔助功能。由于它輸送快捷、柔性，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡捷，便于組合。因而，被機(jī)床制造商所器重。

在選擇合適伺服電動(dòng)機(jī)的情況下，根據(jù)物料運(yùn)動(dòng)的距離和運(yùn)行節(jié)拍，計(jì)算出伺服系統(tǒng)的位移和軌跡，對(duì)驅(qū)動(dòng)器PID參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。六軸機(jī)器人根據(jù)接收到的位移、速度指令，經(jīng)變化、放大并調(diào)整處理后，傳遞給運(yùn)動(dòng)單元，通過光纖傳感器對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，在高速搬運(yùn)過程中，運(yùn)動(dòng)部件在極短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)給定的速度，并能在高速行程中瞬間準(zhǔn)停，通過高分辯率編碼器的插補(bǔ)運(yùn)算，控制機(jī)械誤差和測(cè)量誤差對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的影響。由于被輸送的工件不同，質(zhì)量也不同，因此，六軸機(jī)器人有多種規(guī)格和系列。在選擇時(shí)，根據(jù)被輸送工件的質(zhì)量，加工的節(jié)拍來選取。但機(jī)器人的手臂，夾持方式，則根據(jù)被輸送工件的形狀、結(jié)構(gòu)及機(jī)床夾具定夾方式來設(shè)計(jì)。

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