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　　相同的機器人掌控各須要什么關鍵性技術？

　　國際性金屬加工網

　　先進制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人行業典型研討會

　　機器人掌控控制技術是機器人的大腦，是決定機器人機能和操控性的主要因素。工業機器人掌控技術的主要任務就是掌控工業機器人在組織工作空間中的體育運動邊線、面目和拋物線、操作方式順序及動作的時間等。具有程式設計簡單、軟件菜單操作方式、友好的人機可視化界面、在線操作方式提示和使用方便等特點。

　　關鍵性技術包括：

(1)發展性模組化的掌控控制技術體系結構：選用分布式CPU排序機結構，分為機器人驅動力器(RC)，體育運動驅動力器(MC)，光電隔離I/O掌控板、感應器處理板和程式設計微創盒等。機器人驅動力器(RC)和程式設計微創盒透過串行/CAN匯流排展開通訊。機器人驅動力器(RC)的主排序機順利完成機器人的體育運動規劃、控制算法和邊線轉換器以及INS13ZD邏輯、數字I/O、感應器處理等機能，而程式設計微創盒順利完成信息的顯示和按鍵的輸入。

　　(2)模組化層級化的驅動力器軟件控制技術：軟件控制技術建立在基于開源的實時虛擬化操作方式控制技術Linux上，選用分層和模組化結構設計，以同時實現軟件控制技術的發展性。整個驅動力器軟件控制技術分為三個層級：硬件驅動力層、捷爾恩河和網絡層。三個層級分別面對相同的機能需求，對應相同層級的開發，控制技術中各個層級內部由若干個機能相對對立的模塊組成，這些機能模塊互相合作共同同時實現該層級所提供更多的機能。

(3)機器人的故障確診與安全保護技術：透過各種信息，對機器人故障展開確診，并展開相應保護，是保證機器人安全性的關鍵性技術。

　　(4)網絡化機器人驅動力器技術：目前機器人的應用工程由DF93機器人組織工作站向機器人產線發展，機器人驅動力器的互聯技術變得愈來愈重要。驅動力器上具有串行、現場匯流排及調制解調器的互聯機能。可用作機器人驅動力器之間和機器人驅動力器同上位機的通訊，便于對機器人產線展開監控、確診和管理。

　　終端機器人(AGV)

終端機器人(AGV)是工業機器人的一種類型，它由排序機掌控，具有終端、手動導航、多感應器掌控、網絡可視化等機能，它可廣泛應用作機械、電子、紡織、卷煙、醫療、食品、造紙等行業的場效應撿拾、傳輸等機能，也用作手動化立體倉庫、場效應加工控制技術、場效應換裝控制技術(以AGV作為活動換裝平臺);同時可在車站、機場、郵局的物品分撿中作為運輸工具。

　　國際性倉儲技術發展的新趨勢之一，而終端機器人是其中的核心技術和設備，是用現代倉儲技術配合、支撐、改造、提高傳統產線，同時實現點對點手動存取的高架箱儲、工作臺和撿拾相結合，同時實現精細化、場效應化、信息化，縮短倉儲流程，減少物料損耗，減少占地面積，減少建設投資等的高新技術和武器裝備。

　　低碳鋼機器人

　　沖壓機器人具有操控性穩定、組織工作空間大、體育運動速度快和負荷能力強等特點，沖壓質量明顯優于人工沖壓，大大提高了低碳鋼工作臺的制造率。

低碳鋼機器人主要用作電動汽車整車的沖壓組織工作，制造過程由各大電動汽車主機廠負責順利完成。國際性工業機器人民營企業憑借與各大電動汽車民營企業的長期合作關系，向各大型電動汽車制造民營企業提供更多各類低碳鋼機器人模塊產品并以沖壓機器人與整車產線配套形式進入中國，在該應用領域占據市場主導地位。

　　隨著電動汽車工業的發展，沖壓產線要求焊鉗一體化，重量愈來愈大，165千克低碳鋼機器人是目前電動汽車沖壓中最常用的一種機器人。2008年9月，機器人研究所研制順利完成國內首臺165千克級低碳鋼機器人，并成功應用作奇瑞電動汽車沖壓車間。2009年9月，經過優化和操控性提高的第三臺機器人順利完成并順利透過驗收，該機器人整體技術指標已經達到國外同類機器人水平。

　　焊機器人

焊機器人主要應用作各類電動汽車零部件的沖壓制造。在該應用領域，國際性大型工業機器人制造民營企業主要時向機械設備武器裝備供應商提供更多模塊產品為主。本公司主要從事焊機器人機械設備武器裝備的制造，根據各類項目的相同需求，自行制造機械設備武器裝備中的機器人模塊產品，也可向大型工業機器人民營企業采購并組成各類焊機器人機械設備武器裝備。在該應用領域，本公司與國際性大型工業機器人制造民營企業既是競爭亦是合作關系。

　　關鍵性技術包括：

　　(1)焊機器人控制技術優化集成技術：焊機器人選用交流轉換器驅動力技術以及高精度、高剛性的RV減速機和諧波減速器，具有良好的低速穩定性和高速動態響應，并可同時實現免保護機能。

　　(2)協調掌控技術：掌控多機器人及變位機協調體育運動，既能保持焊和鉆孔的相對面目以滿足沖壓工藝的要求，又能避免焊和鉆孔的碰撞。

(3)精確溝槽拋物線追蹤技術：結合雷射感應器和視覺感應器app組織工作方式的優點，選用雷射感應器同時實現沖壓過程中的焊縫追蹤，提高沖壓機器人對復雜鉆孔展開沖壓的場效應和適應性，結合視覺感應器app觀察獲得溝槽追蹤的殘余偏差，基于偏差統計獲得補償數據并展開機器人體育運動拋物線的修正，在各種工況下都能獲得最佳的沖壓質量。

　　雷射加工機器人

　　雷射加工機器人是將機器人技術應用作雷射加工中，透過高精度工業機器人同時實現更加場效應的雷射加組織工工作臺。本控制技術透過微創盒展開在線操作方式，也可透過app方式展開程式設計。該控制技術透過對加工鉆孔的手動檢測，產生加鉆孔的模型，繼而生成加工曲線，也可以利用CAD數據直接加工。可用作鉆孔的雷射表面處理、打孔、沖壓和模具修復等。

　　關鍵性技術包括：

(1)雷射加工機器人結構優化設計技術：選用大范圍框架式本體結構，在增大工作臺范圍的同時，保證機器人精度;

　　(2)機器人控制技術的誤差補償技術：針對一體化加工機器人組織工作空間大，精度高等要求，并結合其結構特點，采取非模型方法與基于模型方法相結合的混合機器人補償方法，順利完成了幾何參數誤差和非幾何參數誤差的補償。

　　(3)高精度機器人檢測技術：將三坐標測量技術和機器人技術相結合，同時實現了機器人高精度在線測量。

　　(4)雷射加工機器人專用語言同時實現技術：根據雷射加工及機器人工作臺特點，順利完成雷射加工機器人專用語言。

　　(5)網絡通訊和app程式設計技術：具有串行、CAN等網絡通訊機能，同時實現對機器人產線的監控和管理;并同時實現上位機對機器人的app程式設計掌控。

　　真空機器人

真空機器人是一種在真空環境下組織工作的機器人，主要應用作半導體工業中，同時實現晶圓在真空腔室內的傳輸。真空機械手難進口、受限制、用量大、通用性強，其成為制約了半導體武器裝備整機的研發進度和整機產品競爭力的關鍵性部件。而且國外對中國買家嚴加審查，歸屬于禁運產品目錄，真空機械手已成為嚴重制約我國半導體設備整機武器裝備制造的“卡脖子”問題。直驅型真空機器人技術屬于原始創新技術。

　　關鍵性技術包括：

　　(1)真空機器人新構型設計技術：透過結構分析和優化設計，避開國際性專利，設計新構型滿足真空機器人對剛度和伸縮比的要求;

　　(2)大間隙真空直驅電機技術：涉及大間隙真空直接驅動力電機和高潔凈直驅電機開展電機理論分析、結構設計、制作工藝、電機材料表面處理、低速大轉矩掌控、小型多軸驅動力器等方面。

(3)真空環境下的多軸精密軸系的設計。選用軸在軸中的設計方法，減小軸之間的相同心以及慣量不對稱的問題。

　　(4)動態拋物線修正技術：透過感應器信息和機器人體育運動信息的融合，檢測出晶圓與手指之間基準邊線之間的偏移，透過動態修正體育運動拋物線，保證機器人準確地將晶圓從真空腔室中的一個工位傳送到另一個工位。

　　(5)符合SEMI標準的真空機器人語言：根據真空機器人撿拾要求、機器人工作臺特點及SEMI標準，順利完成真空機器人專用語言。

(6)可靠性控制技術工程技術：在IC制造中，設備故障會帶來巨大的損失。根據半導體設備對MCBF的高要求，對各個部件的可靠性展開測試、評價和掌控，提高機械手各個部件的可靠性，從而保證機械手滿足IC制造的高要求。

　　潔凈機器人

　　潔凈機器人是一種在潔凈環境中使用的工業機器人。隨著制造技術水平不斷提高，其對制造環境的要求也日益苛刻，很多現代工業產品制造都要求在潔凈環境展開，潔凈機器人是潔凈環境下制造須要的關鍵性設備。

　　關鍵性技術包括：

　　(1)潔凈潤滑技術：透過選用負壓抑塵結構和非揮發性潤滑脂，同時實現對環境無顆粒污染，滿足潔凈要求。

　　(2)高速平穩掌控技術：透過拋物線優化和提高關節轉換器操控性，同時實現潔凈撿拾的平穩性。

　　(3)驅動力器的小型化技術：根據潔凈室建造和運營成本高，透過驅動力器小型化技術減小潔凈機器人的占用空間。

　　(4)晶圓檢測技術：透過光學感應器，能夠透過機器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無缺片、傾斜等信息。

( 文章來源：互互聯 )

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