自动化生产的趋势就是应用大量的工业机器人,而在装配的工序上,自动化装配也取得了极大的进展,根据十几个主要机器人使用国家的统计数据,用于装配作业的机器人在机器人种类中占34.5%,并且用于装配机器人仍然以最快的速度增长。装配机器人已经广泛应用于电子业、机械制造业、汽车工业等。
一般而言,通用工业机器人均可用于装配,但专门设计的装配机器人通常更具有效率,与通用工业机器人相比,装配机器人具有速度快、精度高、载荷大、柔顺性好、成本低等特点。
 装配机器人现状及发展趋势
装配机器人的现状
日本开发的SCARA平面关节式装配机器人是目前最广泛的装配机器人,它专门用于垂直安装作业,如印刷电路中插元器件的机器人,所以有四个关节,三个水平转动关节,一个垂直滑动关节就足够了。机器人能抓取元部件在水平方向定位,在垂直方向进行插入作业。它的平面转动关节可以放松使插入元件时可以顺就孔的位置作为微小调整,具有柔顺性,因而称为在选择方向具有柔顺性的安装机器人。但其只能纠正侧向误差,适合“上下”安装的装配任务,然而只要产品设计合理,这类任务占已存在的装配任务的80%。SCARA装配机器人有较大的工作区域和行程,速度更快。目前电子工业中有转向使用直角坐标机器人的势头。而要在空间任意方向装配至少需要6个自由度,随着任务不同,装配机器人可以有直角坐标,圆柱坐标或关节坐标等形式。
随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展,装配机器人技术也得到飞速发展。目前国际机器人界都在加大科研力度,进行机器人共性的研究,并朝着智能化和多样化方向发展。一些公司通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用,机器人操作机已实现了优化设计。
随着控制技术的进步,装配机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;元器件集成度提高,控制柜日益小巧,且采用模块化结构,大大提高了系统可靠性、易操作性和可维修性;控制系统性能进一步提高,并且实现软件伺服和全数字控制;人机界面更加友好,基于图形操作的界面也问世;编程方式仍然以示教编程为主,但在某些领域,离线编程已实现实用化。有些装配机器人应用激光、视觉、力觉等传感器,实现自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等,大大提高机器人作业性能和对环境的适应能力。另一方面由于微电子技术的快速发展和大规模集成电路的应用,使机器人系统可靠性有了很大提高。
装配机器人现状及发展趋势
装配机器人发展趋势
由于机器人技术发展水平的不平衡性,各个国家对机器人发展趋势有不同理解。但从技术先进性来看,在这一领域代表国际趋势的装配机器人研究方向主要有:
直接驱动装配机器人:
传统机器人都要通过一些减速装置来达到降速并提高输出力矩,这些传动链会增加系统功耗、惯量、误差等,并降低系统可靠性,为了减小关节惯性,实现高速、精密、大负载及高可靠性。一种趋势是采用高扭矩低速电机直接驱动。
并联机器人:
传统机器人采用连杆和关节串联结构,而并联机器人具有非累积定位误差,执行机构的分布得到改善、结构紧凑、刚性提高、承载能力增加等优点,而且其逆位置问题比较直接、奇异位置相对较少,所以近些年来倍受重视。
协作机器人:
随着装配机器人应用领域的扩大,对装配机器人也是提出一些新要求,如机器人之间的协作,同一机器人双臂的协作,甚至与机器人的协作,这对于重型或精密装配任务非常重要。

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