2022年用于包装工业的工业机器人.pdf

《2022年用于包装工业的工业机器人.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年用于包装工业的工业机器人.pdf（11页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、用于包装工业的工业机器人用于包装工业的工业机器人工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置, 它能自动执行工作 , 就是靠自身动力与控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥 , 也可以按照预先编排的程序运行 , 现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁与重复的长时间作业, 或就是危险、恶劣环境下的作业, 例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工与简单装配等工序上 , 以及在原子能工业等部门中, 完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。以食品、医药行业为例其产品物料质量轻小, 并且对

2、生产与包装环境均有十分严格的要求, 为确保产品包装效果, 必须要在现有基础上对其自动快速包装作业进行研究, 不断提高作业的自动化与灵活性 , 降低外界因素对产品质量造成的影响。高速包装机器人的提出与应用,可以更好的满足特殊行业产品包装需求, 为提高机器人运行稳定性与高效性, 需要确定关键技术, 从软件与硬件着手进行分析, 采取措施来降低机器人运行故障发生概率。工业机器人由主体、驱动系统与控制系统三个基本部分组成。主体即机座与执行机构,包括臂部、腕部与手部 , 有的机器人还有行走机构。 大多数工业机器人有36 个运动自由度 ,其中腕部通常有13 个运动自由度 ; 驱动系统包括动力装置与传动机构,

3、 用以使执行机构产生相应的动作 ; 控制系统就是按照输入的程序对驱动系统与执行机构发出指令信号, 并进行控制。包装机器人概述高速包装机器人即具有高加速度( 1g) 与高运动速度 ( 0 、 5m/s) 的包装机器人系统 ,对传统串联机器手应用现状来瞧, 因为就是将驱动单元设置在各关节结构内部, 机器人设计完成后 , 整体结构大、质量重 , 不能满足高速包装需求 1 。因此 , 在对高速包装机器人进行研究设计时 , 需要以满足切实需求为根本, 最好软件与硬件系统分析, 对原有结构设计方案进行优化。随着各项新型技术在研究中的应用, 现在高速包装机器人在应用上已经十分广泛,尤其就是包装工业机器人主要

4、负责大型物件的搬运、装卸与堆码, 并完成人们不可接触特殊产品的包装。从作业种类进行分析 , 包装机器人可以分为装袋机器人、堆码机器人、装箱机器人、灌装机器人以及包装输送机器人等。包装工业机器人用途机器人技术在包装工程领域中, 应用已有很长的历史。 包装应用机器人作业的有很多方面,其中最为成熟的就是堆码、装箱与灌装机器人。在美国、日本、德国等国家许多包装工序就是用机器人来完成的。 每年一度的国际包装机械展览会上, 都会推出新的包装机器人。 主要用于体积大而笨重物件的搬运、 装卸与堆码等 ; 人体不能接触的洁净产品的包装, 如食品、药品,特别就是生物制品与微生物制剂: 及对人体有害的化工原料的包装

5、。 随着机器人技术的成熟与产业化的实现 , 使得包装工程领域中应用机器人的范围越来越广。主要有: （1）集合包装装箱 : 一次将多个包装件进行一次装箱。(2) 粉料大袋的袋装 : 一次性将粉料装入特定软袋中, 同时完成特定位置的堆码。 例如水泥及化工产品粉剂的集装袋包装。(3) 高速的装盒装箱折边封合多工位包装一些大型纸箱与托盘的多工位快速包装, 如将纸箱装精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 用于包装工业的工业机器人填完货物后的折边

6、、压边、封合等。(4) 重物的搬运捆扎靠人搬运难以实现的重型产品的包装、搬运与捆扎。如金属铸件的堆码、捆扎、裹包 , 尤其就是贵重有色金属中的铝锭、铜锭、锌锭等。还有大型冷库中的冻肉及制品的搬运与堆码等。(5) 易脆物品的包装实现一次性将成组的瓶装产品进行装箱, 例如 , 瓶装啤酒 , 瓶装汽水饮料等物品的装填包装等。(6) 有害液体的包装化学与农药等对人体有害液体的灌装。(7) 识别与检测对一些包装产品与包装货物在不同条件下, 不同部位的自动识别与多种信息检测, 同时还具有分级与分类的功能。以上工作, 靠人工去完成有机器人技术的研究与应用。包装机器人的种类 : （1）装袋机器人定难度。 从而

7、促进装袋机器人就是机座固定回转式, 机身可 360度旋转 , 由机械手完成包装袋的输送、开袋、计量、充填、缝袋与给出堆码。这就是一种智能化较高的包装机器人。（2）装箱机器人类似装袋机器人 , 一般金属与玻璃包装容器的装箱用刚性包装箱机器人完成。对装箱包装( 物品) 的抓取有机械式与气吸式两种。它可整体移动。对包装件进行抓取或吸附, 然后送人指定位置上的包装箱或托盘中。 它具有方向性与位置自动调节的功能, 可实现无箱 ( 托盘) 不卸货与方向调节。这类机器人就是一种较为成熟的机器人, 应用很广。如饮料、啤酒, 化妆品 , 香烟等。(3) 堆码机器人这就是一种功率较大的机器人。要求稳定性与平衡性较

8、高。 其抓取机构中具有自锁功能, 以确保从几十公斤到几吨的货物的抓取牢固可靠, 它还具有时间、位置与力的参数控制系统, 通过设定的控制程序实现。(4) 灌装机器人这就是一种将包装容器充满液体物料后, 进行计量、输盖、压盖 ( 旋盖)与识别的机器人。它具有无瓶不输料、不盖不输瓶、破瓶报警与自动剔除等功能。在过去我们很多液体物料的灌装主要就是用这种机器人的局部功能一一机械手装于生产线上, 而今 , 已就是将这种机器人直接配置在物料生产主机的后部, 实现其自动灌装。 灌装机器人有软包装与硬包装之分。这里分析的就是硬包装 ( 装瓶)灌装机器人。(5) 包装输送机器人这种机器人在包装工业中主要指塑料瓶包

9、装输送用的机器人, 就是利用动力与特殊的构件实现瓶体 (空瓶) 的输送, 将瓶桶中的包装瓶单件快速输出排列, 然后给予一个特定 ( 方向、大小 )的力。使瓶体准确地在空中经过抛物线路线到达充填工件。这种机器人改变了传统的输瓶机构。使得输送速度加快 , 输送空间减小。就是一种全新概念的包装机器人。它借助于空气动力学与特殊机械构件而实现其输送作业的。(6) 识别检测机器人精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 用于包装工业的工业机器人这种识

10、别检测机器人就是一种智能化系统。它分别有包装成品的识别检测与产品(如水果等 )分级识别检测。 识别检测机器人用了许多先进技术, 主要就是识别与检测技术。 它包括高光谱与多光谱图像技术 ,X 射线探伤检测技术、核磁共振检测技术、红外检测技术、热红外图像检测技术、激光图像技术等。现着重分析水果包装中的分级机器人。无损检测就是实现水果自动分级包装的关键技术。美国研究人员研究表明 , 用普通 CCD 摄像机的机器视觉可实现水果外部环境品质的无损检测,准确率较高。借助于高光谱、近红外、中红外与X射线的特性 , 可获得更高的检测准确率与处理速度 , 就是目前研究的热点。近红外还可检测水果的糖份, 可用于评

11、价水果的品质。此外,还可用水果的介电特性、冲击检测技术来判定水果的内在品质。水果在检测分级还需要有专门的分级装置、检测结果信息的传递控制实现水果的传输、定向与定位等。这都就是水果识别检测机器人的相关技术。包装机械的分类1. 按包装机械的自动化程度分类。(1) 全自动包装机。全自动包装机就是自动供送包装材料与内装物, 并能自动完成其它包装工序的机器。(2) 半自动包装机。半自动包装机就是由人工供送包装材料与内装物, 但能自动完成其它包装工序的机器。2. 按包装产品的类型分类。(1) 专用包装机。专用包装机就是专门用于包装某一种产品的机器。(2) 多用包装机。多用包装机就是通过调整或更换有关工作部

12、件, 可以包装两种或两种以上产品的机器。(3) 通用包装机。通用包装机就是在指定范围内适用于包装两种或两种以上不同类型产品的机器。3. 按包装机械的功能分类包装机械按功能不同可分为: 充填机械、灌装机械、裹包机械、封口机械、贴标机械、清洗机械、干燥机械、杀菌机械、捆扎机械、集装机械、多功能包装机械, 以及完成其它包装作业的辅助包装机械。我国国家标准采用的就就是这种分类方法。4. 包装生产线由数台包装机与其它辅助设备联成的能完成一系列包装作业的生产线, 即包装生产线包装工业机器人系统设计1、硬件结构设计(1)X 轴。 X 轴结构主要负责机器人在水平方向的移动, 具有负 载大以及位移与行程小等特点

13、,在进行设计时需要重点分析伺服电机与滚珠丝杠 , 尤其就是伺服电机设计效果如何直接决定着机械手的运作性能。 为使得高速包装机器人具有高精度与快速响应特点, 在确定伺服电机时 ,应选择较小转动惯量与转矩的设备, 同时还要控制好其时间常数与启动电压 , 并具有较长时精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 用于包装工业的工业机器人间过载能力 , 可以更好的满足低速大转矩要求。伺服电机电机转速计算公式为: nL=VL/PR, nM=nLR。其中

14、,nL 表示负载轴旋转速度 ,nM 表示电机轴旋转速度 3 。第一, 负载 / 电机惯量比。惯量比越大, 伺服参数调整难度越大 , 会影响机器人作业稳定性,很容易出现振动问题。 但就是如果惯量比过小 , 虽然具有较高的稳定性 , 但就是会影响系统响应速度 , 并会降低系统固有频率 , 很容易出现谐振。表 1 为惯量比对系统性能影响。X 轴负载总转动惯量 (JL) 分为直线运动结构转动惯量(JL1) 与 丝杠转动惯量 (JB), 计算公式为: JL1=m(PB/2R)2 JB=lBdB 4 /32 第二, 转矩。设计时要求系统连续工作负载转矩伺服电机额定转矩, 并且所需最大转矩伺服电机输出最大转

15、矩。则 X 轴连续工作负载转矩计算公式为 : TL=9、8mPB/2 R 其中, 表示滚珠丝杠摩擦系数 , 取值 0 、2; 表示滚珠丝杠机械效率, 取值为 0 、9、第三, 功率。如果所选电机功率过大, 会造成生产成本增加 , 但 就是功率过小又会影响到驱动负载效果 , 导致机器人不能完成设定包装作业轨迹。因此, 设计时要求所选电机功率满足公式: (Po+Pa)/2 电机额定输出 (Po+Pa) 其中,Po 表示连续运动负载功率 , 单位 W;Pa 表示加速运动驱动功率 , 单位 W。(2)Y 轴。Y 轴结构主要在竖直方向进行移动, 具有较大的有效形成, 在完成一个动作循环周期后,Y 轴要进

16、行 3 次动作 , 即取料、 放料以及返回 , 这就决定了 Y 轴设计要点为刚度分析 ,确保结构在竖直方向可以自由运动 , 因此伺服电机需要设置制动器。对于 Y 轴结构 各项参数的计算 , 完全与 X 轴结构相同。 Y 轴基座与 Y 轴支撑件相互连接, 并且 X 轴丝杠螺母会与 Y 轴支撑件固联 , 达到 X 轴与 Y 轴联 动的目的。2、软件系统设计(1) 人机交互系统。需要为快速包装机器人设置一个良好的人机交互界面 , 实现对整个运作系精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 11

17、页 - - - - - - - - - - 用于包装工业的工业机器人统的控制。一般人机交互系统主要包括信息显示区域、键盘区域、 手动控制区域以及报警区域等, 其中信 息显示区域需要能够正常呈现产品包装流程、注意事项以及突发故障等信息。对于参数设置区域的设计, 主要就是包装任务的调整, 而报警区域则就是对机器人的运行状态进行监控与管理 , 在遇到异常情况后进行报警。在维护阶段可以调出系统日志模块, 分析确定报警原因与处理方法 , 实现对机器人的有效控制。(2) 系统测试模式。以 DMCA-18X2 运动控制器为例 , 其可以 制定 L1n,n,n,n 为各轴线性插补移动增量式距离 , 在启动程序

18、命令启动前 , 既可以编写多个程序段。 在机器人包装运行过程中 ,如果 缓冲区有空间 , 还可以写入附加程序段, 来确保机器人作业的连续性。 其中, 在 C# 程序中, 利用“ MajGal、command( MG-LM , r , : ,ture);”完成读 L1 程序段可用空间的操作 , 其中“MajGal” 为加载 GALIL 运动控制卡的“ Interop 、Galil 、dll ”运动链接库后 , “Galil ” 为实例化对象 4 。该软件系统设计时可以采取用图 1 程序流程方案, 确定机器人结构各轴直线插补方式运行的连续性。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - -

19、- - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 用于包装工业的工业机器人经过多次实验得出 PSO 选择参数的结果如表 2 表示, 从表中可以瞧出 PSO 的循环次数为40 以上的时候 4 个参数值都基本上收敛, 表 2 中的平均项与标准偏差项就是循环次数为40 以上的各参数的平均与对应的标准偏差。由此我们可以确定 NLTV 的 4 个参数的范围 :h 的范围为 0 、12 左右; 的范围为 95 、52。 的范围为 88 、62 左右、 k 的范围为 8 左右。包装工业机器人设计要点1. 精确性对高

20、速包装机器人进行设计时, 需要确保其系统运行效果可以满足实际生产需求 , 即能够在原有基础上来提升生产线打包速度与质量, 经过多次实验得出 PSO 选择参数的结果如表 2 表示, 从表中可以瞧出 PSO 的循环次数为 40 以上的时候 4 个参数值都基本上收敛, 表 2 中的平均项与标准偏差项就是循环次数为 40 以上的各参数的平均与对应并且系统速度在设计上还具有一定的上升空间, 为生产线的下次升级预留设计空间。在设计时应做好精确度的控制, 即在具有高速功能的同时, 还具有较高的定位精度 , 主要因为在产品包装过程中如果定位 不精准 , 很容易导致物料、产品与送料轨道或其她结构产生碰撞, 严

21、重的甚至会导致机器人损坏。2. 可靠性工业机器人在结构与系统设计上, 为达到高精度要求 , 一般设计比较简单 , 不存在硬件冗余情况, 基本上为可靠性比极高的串联模型。因此, 在对高速包装机器人进行设计时, 在做好对各重要部件设计的基础上, 还需要做好对加工精度、装配关系等因素的分析, 做好系统运行状态的检测 , 具有良好的故障诊断能力, 可以及时解除机器人故障状态 , 提高其运作可靠性2 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 用于

22、包装工业的工业机器人3. 动态性高速包装机器人在设计时需要确保其具有高效的作业能力, 即具 有优良的动态特性 , 达到高速作业的效果。由此决定了结构设计时 , 要控制好结构重量与惯量 , 在确保其具有刚度与强度前提下 , 对结构 尺寸、外形以及拓扑结构进行优化分析。同时, 为提高机器人作业效率 , 同时还需要做好对控制系统的研究分析, 争取提高系统运行的稳定性以及响应速度 , 达到高效运作的目的。4. 控制性为对高速自动包装机器人工作循环间隔时间进行优化, 需要做好对快速下行以及快速上行时间的控制 , 尤其就是要注意快速上行与下行换速时会产生较大的冲击振动, 进而会降低结构运行的稳定性。基于

23、产品包装实际过程中需要 180 旋转特点 , 为避免机器人转向造成已包装完产品被打散 , 要着重研究旋转启动与停止阶段的设计, 提高系 统对运行轨迹控制的效果,利用较高的控制效果来提高机器人运行稳定性。包装工业机器人技术原理机器人控制系统就是包装机器人的大脑, 就是决定包装机器人功能与性能的主要因素。包装工业机器人控制技术的主要任务就就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态与轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示与使用方便等特点。关键技术包括 : (1) 开放性模块化的控制系统体系结构: 采用分布式 CPU 计算机结构 , 分为机器人控

24、制器 (RC),运动控制器 (MC), 光电隔离 I/O控制板、传感器处理板与编程示教盒等。机器人控制器(RC)与编程示教盒通过串口 /CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补与位置伺服以及主控逻辑、数字I/O 、传感器处理等功能 , 而编程示教盒完成信息的显示与按键的输入。(2) 模块化层次化的控制器软件系统: 软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上, 采用分层与模块化结构设计, 以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次: 硬件驱动层、 核心层与应用层。 三个层次分别面对不同的功能需求, 对应不同层次的开发 ,系统中各个层次内

25、部由若干个功能相对对立的模块组成, 这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。(3) 机器人的故障诊断与安全维护技术: 通过各种信息 , 对机器人故障进行诊断 , 并进行相应维护, 就是保证机器人安全性的关键技术。(4) 网络化机器人控制器技术: 当前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线发展, 机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、 现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间与机器人控制器同上位机的通讯, 便于对机器人生产线进行监控、诊断与管理。包装工业机器人技术特点(1) 技术先进工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体

26、,通过对过程实施检测、 控制、优化、调度、管理与决策 , 实现增加产量、 提高质量、降低成本、减少资源消耗与环境污染 , 就是工业自动化水平的最高体现。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 用于包装工业的工业机器人(2) 技术升级包装工业机器人与自动化成套装备具备精细制造、精细加工以及柔性生产等技术特点, 就是继动力机械、 计算机之后 , 出现的全面延伸人的体力与智力的新一代生产工具, 就是实现生产数字化、自动化、网络化以及智能化的重

27、要手段。(3) 应用领域广泛工业机器人与自动化成套装备就是生产过程的关键设备, 可用于包装 , 制造、安装、检测、物流等生产环节, 并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、 IC 装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业, 应用领域非常广泛。(4) 技术综合性强工业机器人与自动化成套技术, 集中并融合了多项学科 , 涉及多项技术领域 ,包括工业机器人控制技术、机器人动力学及仿真、机器人构建有限元分析、激光加工技术、模块化程序设计、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化以及精细物流等先进制造技术,技术综合性强。库卡机器人 (上海) 有限公司建立于 200

28、0 年。 KUKA 公司工业机器人年产量超过15 000台,至今已在全球安装了超过 15 万台工业机器人。公司生产有效负荷能力3 1 300 kg 的五轴与六轴机器人 , 其工作范围从 6353 900 mm不等, 全部由一台基于计算机的操控平台控制。KUKA 机器人广泛应用在仪器、汽车、航天、消费产品、物流、食品、制药、医学、铸造与塑料等工业行业 , 主要应用于材料处理、机床装料、装配、包装、堆垛、焊接与表面修整等领域第二十三届中国国际包装工业展览会于2016年 3 月 24 日在位于广州的中国进出口商品交易会展馆 (B 区)盛大举行。全球顶级工业机器人制造商 K U K A 公司携三款应用

29、工作站闪亮登场中国最大的综合包装设备展, 精彩演绎机器人如何让我们的生活变得更加美好。与以往的标志性颜色不同 ,K U K A这次以焕然一新的展台设计, 更加突出了三款与工业包装相关的应用工作站 , 它们分别就是 : 由 KR QUANTEC PA组成的 KUKA 码垛机器人夹具快换演示单元;由仿真工作站 ; 由 KR AGILUS 组成的 KUKA 机器人分拣与拾料应用工作站。KUKA 码垛机器人专家此次KUKA展出的码垛机器人夹具快换演示单元采用 K U K A最紧凑的高负载专家KR QUANTEC PA,其负载能力从 40 1 300 kg, 工作范围长达 3 601 mm,其空心轴结构

30、上的通孔最大可达 60 mm, 能有效保护客户夹具系统的供电、通信线路。KRC4 控制系统则集所有功能于一身, 适应多种主流现场总线通信模式。KR QUANTEC PA能有效满足多种外型产品的抓取、搬运及码垛应用 , 可快速实现两种夹具之间的切换。全球首款可集成全向移动轮平台的移动工业机器人在包装展现场展出的移动机器人物流应用仿真工作站, 展示了全球首款可集成全向移动轮平台的移动工业机器人KUKA youBot。面向广大高校、科研院所及企业研发中心的KUKA youBot, 可提供完全开放的移动式工业机器人软件以及应用的开发平台。小身材的卓越性能第三套展品就是由KR AGILUS组成的机器人分

31、拣与拾料应用工作站。带有高精度工业视觉系统的 KR AGILUS面对不规则来料实现准确分拣与高速拾料码。KR AGILUS的负载 610 kg 不等,工作半径有 7001 100 mm 多种选择。 此系列机器人还提供WATER PROOF 防水版、CLEAN ROOM洁净室版、 Hygienic Machine食品卫生版与fivve五轴高速版 , 可应对不同客户的各种特殊需求。凭借丰富多样的产品 , 与高效卓越的品质 ,KUKA公司的机器人能轻松胜任装载、卸载、纸板包装、贴标签、码垛以及货品组配等所有作业内容, 即使就是特殊性极高的要求, 也能提供量身定制的最佳解决方案。 工程实践 : 在局限

32、空间中展示最佳性能英国涂料生产领导者之一皇冠涂料公司 (Crown Paints)在其博客上发布的实用装修技巧中提到, 通过涂料的巧妙应用 , 即便最小的房间都能瞧起来比实际的要大。这家总部在兰开夏郡的公司生产皇冠、撒多林以及精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 用于包装工业的工业机器人新迪士多种品牌的涂料 , 在优化利用有限空间方面有着丰富的经验。在其位于布莱克本南部达温镇的主要生产工厂内 , 皇冠涂料公司正使用一台KUKA KR

33、QUANTEC系列机器人来进行涂料桶的堆垛工作。除了达温镇之外, 皇冠涂料公司在赫尔还有一个工厂, 并在英国与爱尔兰经营着130 家涂料与壁纸批发店。英国涂料生产商正在寻求一种能在油漆桶堆垛方面大大提高效率的解决方案, 同时确保其质量可靠 , 灵活选择产品。 KUKA 机器人技术在诸多领域与行业, 比如自动化领域所取得的广泛专业知识 , 对于皇冠涂料公司就是极具说服力的。该公司选择了一套与当地集成商欧迪玛控制方案有限公司 (OptimaControl Solutions Ltd) 合作开发的、以机器人技术为基础的自动化解决方案。该解决方案以一台技术成熟的KUKA KR QUANTEC系列堆垛机

34、器人为中心。KUKA KR QUANTEC 系列的 KR 180 R3200 PA 机器人 , 以其稳健的设计以及强劲的齿轮与电机使得堆垛操作能达到每分钟 27 个工作循环周期。凭借其流线型的底座设计 , 该机器人只需占用很小的空间。 这些特点在皇冠涂料公司选择合适的机器人时就是最为重要的。“在顺利安装之后 , 该机器人协助实现了一条安全的、无间断的生产流程。”皇冠涂料公司维护与支持经理保罗福尔德维特强调说。该机器人自动化方案不仅使公司极大地提高了总体系统的生产效率, 而且显著改善了不同涂料混合物的再现性与灵活性。鉴于机器人自动化方案的引入为公司的堆垛操作 ( 该操作对整个流程链来说就是极为重

35、要的) 带来的良好效果 , 皇冠涂料公司正考虑在未来使用更多的机器人。包装工业机器人发展趋势根据日本政府2007 年指定的一份计划 , 日本 2050 年工业机器人产业规模将达到1、4 兆日元, 拥有百万工业机器人。 按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准 , 百万工业机器人相当于千万劳动力 , 就是当前日本全部劳动人口的15% 。我国工业机器人起步于70年代初 , 其发展过程大致可分为三个阶段:70 年代的萌芽期 ;80年代的开发期 ;90 年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。当前我国已生产出部分机器人关键元器件 , 开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等

36、工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上; 一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构与企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术; 工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术; 机器人软件的设计与编程技术; 运动学与轨迹规划技术; 弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发与制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。一 个国家 要 引入 高技术 并将其 转 移为 产业技 术 ( 产业 化), 必须具 备 5 个 要素 即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。与有着“机器人王国”之称的日本相比

37、, 我国有着截然不同的基本国情, 那就就是人口多 , 劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以 , 我国工业机器人起步晚发展缓。 但就是正如前所述 , 广泛使用机器人就是实现工业自动化, 提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业, 引进国外技术与设备 , 培养人才 , 打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策, 我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。当前, 国外已经研制与生产了各种不同的标准组件, 而中国作为未来工业机器人的主要生产国, 标准化的过程就是发展趋势。中国制造业面临着向高端转变

38、, 承接国际先进制造、 参与国际分工的巨大挑战。 加快工业精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 用于包装工业的工业机器人机器人技术的研究开发与生产就是中国抓住这个历史机遇的主要途径。因此我国工业机器人产业发展要进一步落实 : 第一, 工业机器人技术就是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段与途径 , 政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持, 参考国外先进经验 , 加大技术投入与改造 ; 第二 , 在国家的科技发展计划中, 应该继

39、续对智能机器人研究开发与应用给予大力支持 , 形成产品与自动化制造装备同步协调的新局面; 第三, 部分国产工业机器人质量已经与国外相当 , 企业采购工业机器人时不要盲目进口, 应该综合评估 , 立足国产。智能化、仿生化就是工业机器人的最高阶段, 随着材料、控制等技术不断发展, 实验室产品越来越多的产品化 , 逐步应用於各个场合。伴随移动互联网、物联网的发展, 多传感器、分布式控制的精密型工业机器人将会越来越多, 逐步渗透制造业的方方面面, 并且由制造实施型向服务型转化。工业机器人最先大规模使用的区域将会出如今发达地区。随着产业转移的进行 , 发达地区的制造业需要提升。 基於工人成本不断增长的现

40、实, 工业机器人的应用成为最好替代方式。未来我国工业机器人的大范围应用将会集中在广东、江苏、上海、北京等地, 其工业机器人拥有量将占全国一半以上。日益增长的工业机器人市场以及巨大的市场潜力吸引世界着名机器人生产厂家的目光。当前 , 我国进口的工业机器人主要来自日本, 但就是随着诸如“机器人”类似的具有自有知识产权的企业不断出现, 越来越多的工业机器人将会由中国制造。结论本文将 PSO 算法应用到了求解变分问题的近似解当中, 拓展了 PSO 算法的应用领域。经过以上分析 , 可以瞧出用 PSO 方法可以很好的得出最佳参数 , 且简单易行。通过文中建立的模型及数值实验结果来瞧 , 该思路就是完全可

41、行的, 结果的精度也令人非常满意。对研究变分问题的直接解法具有重要的理论与实际意义。然而本文仅简单的变分问题进行了讨论 , 对于 PSO 算法在更一般的变分问题中的应用, 还有待进一步的研究。结束语工业机器人技术发展迅猛, 各行各业都有机器人的身影出现, 近年来 , 随着国家政策的扶持机器人越来越多的出现在企业的生产车间。包装机器人就是近年来增长迅速, 使用量在过去5 年几乎翻了一番 , 包装机器人现在已经成为工业生产不可或缺的组成部分, 尤其就是对于部分产品特殊的行业来说, 利用快速包装机器人作业, 不但可以提高工作效率, 同时还可以降低安全威胁。为提高机器人应用效率, 就需要以满足实际需求

42、为目的, 做好对硬件系统与软件系统的设计 , 提高机器人运行连续性与稳定性。参考文献 : 1 胡杰 、 高速包装机器人设计及可靠性研究 D 、 华南理工大学 ,2012 、2 梅 江 平、高 速 包 装 机 器 人 技 术 与 应 用J、机 器 人 技 术 与 应用 ,2007(05):18-20、3 马娟娟 、 全自动包装机器人系统的研制 D 、 南京航空航天大学 ,2011 、4 张明 、 白酒包装自动码垛机器人的研制 D 、 四川理工学院 ,2013 用于包装工业的工业机器人精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 用于包装工业的工业机器人机械 141-20-金显峰机械 141-21-王福鑫机械 141-22-宋冰机械 141-23-徐美玲机械 141-25-杨明杰机械 141-26-岑东胜机械 141-27-尤佳指导教师 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - - -