机器人（码垛机械手）发展的前景与应用_综合_先进制造技术

1、机器人（码垛机械手）发展的前景与应用_综合_先进制造技术   机器人是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术产品，其应用日益广泛，成为当代新技术研究的热点。机器人的应用情况也是一个国家工业自动化水平的重要标志。        机器人并不是在简单意义上代替人的劳动，而是综合了人和机器特长的一种拟人的机械电子装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器持续工作时间长，精确度高、抗恶劣环境的能力。从某种意义上说。它也是机器在进化过程中的产物，是工业以及非产业界的重要

2、生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。    作为高科技全自动一体化的新型产品，机器人是提升企业效能之产物。尤其在包装领域，机器人是在替代装卸箱机码卸垛机等之后研制推出的升级换代产品。将机器人与包装线相结合，既能提高生产线正常运行的效能，又能增强运行可靠性，更能让用户迅速适应日新月异的生产需求，分享高科技成果产生的巨大效益。一.国外工业机器人发展现状        上世纪60年代，随着工业化的大生产，日本、美国率先研制出适应于汽车生产线的机器人，主要完成焊接、喷涂等繁重危险的工作。4

3、0多年来，机器人工业发展迅速，在第一代工业机器人的基础上，第二代机器人广泛应用。目前我国已研制出第三代智能机器人，其性能和国外同等产品一样，已占有一定比例的市场。并将在世界市场上与国外产品展开激烈竞争。     1.机械人研究的特点和方向    上世纪90年代初开发的适应窄小空间、快节奏、360°全工作空间范围的垂直关节型机器人大量应用于焊接和上、下料。    大型、超大型机器人应用于汽车、建筑、桥梁等行业。    CAD, CAE等技术普遍应用于设计仿真

4、和制造中，加快了机器人工业的发展。        2.控制技术        采用32位、64位CPU，控制轴数多达27轴，CNC、离线编程技术被广泛应用。        总线技术的利用使协调控制技术日趋成熟，实现了多手与变位的协调及同步控制。        开放式结构的控制系统已成为一股潮流，成本低且具有标准现场网络功能。   

5、;     3.驱动技术        上世纪80年代发展起来的AC伺服驱动已成为工业机器人的主流驱动技术。        新一代伺服电机和先进伺服驱动控制器已形成完美结合。        4.应用智能化的传感器装有视觉传感器的机器人数量增长很快，结合了图像处理技术，完成了简单的智能化。        5.通用机器人编程语言发展

6、迅速，已有多家公司开发出自身的机器人编程语言。        6.工业总线、网络通讯如CAN、工业以态网等广泛应用于工业机器人领域。        7.高速度、高精度、多功能化发展。        8.集成化、模块化、系统化。二.我国机器人工业的发展现状        我国的工业机器人从上世纪50年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“

7、八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人，其中有130多台套喷漆机器人在20余家企业的近30条自动喷漆生产线站上获得规模应用。弧焊机器人也已应用在汽车制造厂的焊装线上。        但总体来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外相比还有一定的差距，如可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域狭窄，生产线系统技术与国外相比仍有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200多台

8、，仅占全球已安装台数的万分之四。形成以上现象的主要原因是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是迎合客户的要求，即“一个客户，一次重新设计”，品种规格多，批量小，零部件通用化程度低，供货周期长，成本高，而且质量和可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，完善系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程。三.开发如器人(码垛机械手】的可行性        1.码垛机器人的市场需求        目前，在通货膨胀、人力成本逐渐升高的经济背景下，

9、从现有国内啤酒、饮料工业的发展趋势来看，机器人需求量将相当可观。业界已给出高度的评价和关注。据有关数据显示，市场每年的需求在150台套以上。每年可为啤酒、饮料包装行业增加产值1.5亿元，既可带动相关产业链同步发展，又对推进社会进步和科技创新具有着深远的社会意义。        我国啤酒、饮料行业有数百家生产厂家、数千条20，000瓶/小时和数百条40，000瓶/小时包装生产线。大部分生产线是人工码垛人库，工人劳动强度大，工伤事故率高，增加了啤酒、饮料企业的生产管理成本。近年来，一些大型啤酒、饮料企业，特别是新建工厂，开始购置码垛设备，

10、需求量增长幅度较大。    2.技术的可行性    宝鸡新科机械制造有限公司在热缩膜包装机、40/60型纸箱包装机上成功地应用了4-7轴伺服电机驱动、PLC、人机界面，CAN总线技术，技术水平已与国际同步，可与机器人配套使用。        机械设计采用目前国际流行的适于精密控制用的行星减速机，减速比1:192256，瞬时输出扭矩可达到16,OOONm，额定扭矩8,OOONm，特别适用于重载机器人。        针

11、对每分钟码垛70箱，即每小时完成4,200箱的生产能力要求，理论上可以码垛50,400瓶/小时，可以满足目前国内啤酒饮料40,000瓶/小时的啤酒饮料灌装生产线的需要。        3.经济效益和社会效益分析        近几年，啤酒、饮料、乳品等食品行业经历了前所未有的高速增长，然而随着原料、包装、物流、营销、人力等成本的不断上涨，国内外对节能环保要求的提高以及产业集团化、规模化和国际化进程的加快，啤酒、饮料、乳品等食品企业正面临着成本控制和产品升级换代的挑战。同时消费

12、者对产品质量和多样化的要求越来越高，生产工艺和设备革新也势在必行。        新技术、新设备、新材料不仅可帮助企业根据各自的需求和企业文化开发个性化的产品和包装，而且可以降低原材料、设备和生产能耗等成本，增加企业的产品竞争力。四.宝鸡新科:自主创新研发出RMD70型机器人       宝鸡新科机械制造有限公司坚持自主创新之路，产品不断升级换代。近期成功地研制出RMD70型机器人(码垛机械手)，成为国内包装行业唯一自主研发设计的最新产品。该机可广泛应用于啤酒、饮料、乳品等行业流水线的物流搬运、码放、堆垛等。         RMD70机器人具有一系列性能特点:外形流畅美观，结构新颖独特“大屏幕触摸屏、人性化中文界面显示；占地面积小，结构紧凑，调整方便，设备运行稳定，生产效率高，控制高度智能化；适用箱型范围广泛，码箱效果整齐、准确等。其配置有德国P+F、FESTO、SEW、日本SMC、奥地利贝加莱等公司的世界先进控制元器件，装备精良，工况稳定。