0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

一文解析国产工业机器人技术水平(控制系统/驱动系统/电机/机械本体)

作者:工程师陈翠 2018-07-11 05:03 次阅读

所谓国产机器人发展到什么水平,主要是指技术水平。简单的做出相差多少年的判断是不切实际的。事实上,关于机器人发展水平的问题应该从这以下几个方面进行分析。

控制系统方面

1.控制芯片以及基础软件方面

从使用的控制系统芯片和基础软件来讲,全世界的机器人,甚至扩大到控制产品都没有多大不同,甚至中国的控制系统开发厂家使用的系统芯片和基础软件还要优于国外品牌所采用的芯片或基础软件。原因很简单,因为国外的产品开发比较早,国产品牌起步晚使用的技术都会比较新。

2.机器人操作系统方面

国外的机器人经过若干年的技术积累,往往都形成了自己的底层机器人操作系统(基于硬件的机器人控制软件系统)。国外很多二线品牌也不一定,很多也是基于通用的实时操作系统的,比如VxWorkslinux+rtruntime等。国内在这方面没有能够完成技术突破,基本上都是使用的第三方的实时内核操作系统,以裁剪linux最为普遍。这一点说明国内的机器人研发厂家的积累还不是非常充分,但是,并不能说,使用的技术落后。

3.机器人算法及底层驱动软件

在这方面全世界使用的基础理论完全相同。但是,随着人工智能技术的发展,国外的厂家很多已经将人工智能技术应用于机器人产品,但是,我们还没有达到这一步。从纯技术的角度,机器人的断代分为三个阶段(请参见蒋新松院士在《机器人》杂志第一卷第一期的文章):第一代叫做示教再现机器人;第二代是结合了感知技术的机器人;第三代是认知机器人。

国内的机器人技术基本覆盖了第一代工业机器人;当国产的工业机器人已经可以通过视觉、力觉等技术,让机器人具备传感器感知能力后,便可称为第二代工业机器人。国产的工业机器人基本处于这个断代;国外比如fanuc的机器人已经能够使用深度学习的算法,自动对机器人本身的行为进行学习,并不断的调整自己的行为,这就是认知技术在机器人上的运用。关于这方面的技术,国产机器人还没有能够触及到。

4.在机器人工艺软件开发的方面

机器人事实上是个软件产品,与工艺相关的软件开发是决定机器人是否好用的关键。

什么是工艺相关的软件呢?打个比方,人都是有头有脑有四肢的,人与人究竟什么不同呢?是我们的头脑不同,有的人学习了焊接技术,懂得焊接工艺,就成为了焊接技师;有的人这些都不懂,但是,他会搬砖头,就成为搬运工,这就是人的工艺适应性。对于机器人来讲,这些工艺的适应性是通过软件来表达的。也就是工艺软件,对于工业机器人就是焊接软件等等。

工艺相关软件的开发是国产机器人最大的劣势,原因很简单,国外主要的机器人品牌经过了半个世纪的积淀,对于工艺的理解和功能的优化不是我们说赶上就赶上的。所以,我们看到即便是国外的二线品牌,比如OTC、柯马、杜尔等也主要是在某个工艺领域赢得市场。所以,谈起中国机器人品牌的突围之道,我一直强调,要在某个工艺领域有所突破,占领某个行业才能找到出路。

驱动系统方面

驱动系统方面国产机器人最大的问题是没有能够和控制系统形成一体化的设计和实现,做驱动的卖驱动给机器人厂家,机器人厂家控制器往往也是买来的,从驱动、控制一体化设计的角度,很多控制通道和数学模型难以实现。

这不是控制设备和驱动设备本身的问题,是控制方法的问题,这些问题也是软件方面的。仍然归结为软件问题。

所谓减速机问题

笔者认为这方面没有问题,即便是国际上最大牌的机器人也用纳博特斯克的减速机。

如果全世界都用纳博特斯克的减速机,并没觉得自己没掌握机器人核心技术,那么国产机器人也没有必要纠结这个问题。

电机的问题

这并不是国产机器人的问题,对于国产机器人厂商来讲,是机器人产量的问题。由于机器人的产量小,国产机器人厂商往往还不具备像主流大厂商根据机器人对动力的要求定制电机的条件,因为,当批量小的时候,定制电机成本太高了。

使用通用电机时,电机的惯量、电流、扭矩输出响应能力等参数往往不能做到最优化,于是我们看到国产的机器人为了满足最大负载和速度参数,使用的电机都比国外的电机选型要大一些。

这样做的另一个缺点是,机器人的负载自重比会进一步增大。

机械本体

机械本体部分主要要分析两个方面。

1.材料。现在使用材料的牌号都基本相似,比如铸铝一般都采用美标A356,或对应的国标牌号,如ZL101或ZL101A等;大机器人关节臂一般采用球墨铸铁。并且除了funac,其他大品牌的机器人已经基本实现国产化。

2.设计和机加工工艺。机械设计是看得见的部分,通过模仿研究基本上能够解决。但是还有一些knowhow的问题要搞清楚。比如机械方面最常见的几个问题:漏油、油封设计、传动间隙、机械刚度等。

机器人生产工艺和质量管控

这是国内机器人企业相对来讲的短板,由于批量尚小,很难实现流水线、标准化生产模式,工艺可靠性主要依赖于技术工人的技术水平。现在我们的大国工匠少了,一线生产的都是年轻人,在标准化生产流程和工艺不十分健全的情况下,质量一致性会差一些。

当然任何一个产业都会经历这个阶段,不足为奇。也是可以逐渐克服的。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 控制系统
    +关注

    关注

    41

    文章

    6497

    浏览量

    110363
  • 工业机器人
    +关注

    关注

    91

    文章

    3346

    浏览量

    92491
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    LabVIEW的六轴工业机器人运动控制系统

    LabVIEW开发六轴工业机器人运动控制系统 本项目开发了个高效的工业机器人
    发表于 12-21 20:03

    什么是工业机器人

    上仍处于领先地位,而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。工业机器人由主体、驱动系统
    发表于 01-19 10:58

    工业机器人所用的电机驱动系统

    机器人电动伺服驱动系统是利用各种电机产生的力矩和力,好直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人
    发表于 01-23 14:33

    如何系统性地学习工业机器人技术

    、冲床/冲压上下料机械手、冲床/冲压上下料机器人、数控车床上下料机械手、数控车床上下料机器人工业机器人
    发表于 03-06 12:56

    工业机器人产业如火如荼 带来智能装备机遇期

    。随着我国门户的逐渐开放,工业机器人技术水平将有更大的提升。同时机器人的使用领域不断扩大,如危险环境、医用及仿生环境使得工业
    发表于 02-14 14:16

    工业机器人的产业链

    工业机器人的产业链分为上游核心零部件,中游本体和传感器等生产,以及下游的系统集成等。核心零部件是减速机、伺服系统
    发表于 08-23 15:10

    国产工业机器人技术水平目前处于什么位置?

    所谓国产机器人发展到什么水平,主要是指技术水平。简单的做出相差多少年的判断是不切实际的。事实上,关于机器人发展
    发表于 10-15 10:46

    工业机器人技术原理

    形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是个国家工业自动化水平的重要标志。  
    发表于 11-23 10:40

    嵌入式机器人控制系统设计的组织架构是怎么样的?

    移动机器人种能够感知外部环境,在有障碍物的环境中能够实现动态决策与规划,从而完成避障等多种功能的综合系统机器人系统通常分为机构
    发表于 03-06 07:07

    基于CAN总线和双传感器仿人机器人运动控制系统的研究

    研究的前沿,它在定程度上代表了个国家的高科技发展水平。运动控制系统机器人控制
    发表于 08-19 06:57

    机器人系统控制需求简介

    第二章 机器人系统控制需求简介2.1 工业机器人系统组成
    发表于 09-08 07:44

    通过多轴工业机器人来聊聊机器人控制系统以及控制器的实现

    ,年均增长31%,预计2023年我国工业机器人市场增速将在20%至25%左右,仍会维持较快的增速。  飞凌嵌入式作为家专注嵌入式核心控制系统研发与制造的高新
    发表于 02-24 17:05

    国产机器人技术水平与德、日领军企业相比仍然有很大的差距

    工业机器人是应用于现代制造业、工业品生产的智能化设备,其关键技术部件包括控制系统、伺服电机、减速
    发表于 12-05 10:42 734次阅读

    浅析工业机器人控制系统

    工业机器人个复杂的机械结构,它不仅有传感器、驱动器、机械臂、
    发表于 07-31 11:36 1874次阅读

    控制器是工业机器人的核心控制系统

    工业机器人个复杂的集成系统机器人本体就是它的身体,眼睛就是它的视觉系统等等,今天我们来说
    发表于 09-30 11:32 3546次阅读