Промышленный робот - Industrial robot - Wikipedia

Эта статья про роботов-производителей. Для горнодобывающих роботов см. Автоматический майнинг.
Часть серия на
Автоматизация
Промышленные роботы-transparent.gif
Торговые выставки
Награды

Премия IEEE в области робототехники и автоматизации

Роботы

Промышленный робот
Автономный исследовательский робот
Домашний робот

Общее назначение

Домашняя автоматизация
Банковская автоматизация
Лабораторная автоматизация
Интегрированная библиотечная система
Автоматизация вещания
Консольная автоматизация
Автоматизация зданий

Особая цель

Автоматизированный оператор
Автоматизированная управляемая машина
Автоматизированная автодорожная система
Автоматическая очистка бассейна
Автоматическое рассуждение
Банкомат
Автоматическая покраска (робот)
Автоматизация поп-музыки
Газонокосилка-робот
Телефонный коммутатор
Торговый автомат

Социальные движения
Сочлененный промышленный робот, работающий в литейном производстве.

An промышленный робот это робот система, используемая для производство. Промышленные роботы автоматизированы, программируются и могут перемещаться по трем и более осям.[1]

Типичные применения роботов включают сварка, покраска, сборка, разборка,[2] выбрать и разместить за печатные платы, упаковка и маркировка, паллетирование, проверка и тестирование продукции; все выполнено с высокой выносливостью, скоростью и точностью. Они могут помочь в обработка материалов.

По оценкам, в 2020 году во всем мире работало 1,64 миллиона промышленных роботов. Международная федерация робототехники (IFR).[3]

Типы и особенности

Набор шестиосевых роботов, используемых для сварка.
Автоматизация производства с помощью промышленных роботов для паллетирования пищевых продуктов, таких как хлеб и тосты, на пекарне в Германии

Есть шесть типов промышленных роботов.[4]

Шарнирные роботы

Основная статья: Шарнирно-сочлененный робот

Шарнирные роботы[4] являются наиболее распространенными промышленными роботами.[5] Они выглядят как человеческая рука, поэтому их еще называют роботизированная рука или же рука манипулятора.[6] Их сочленения с несколькими степени свободы позволяют шарнирно-сочлененным рукам иметь широкий диапазон движений.

Декартовы координатные роботы

Основная статья: Робот с декартовой системой координат

Декартовы роботы,[4] также называемые прямолинейными, портальными роботами и роботами x-y-z[5] есть три призматические швы для перемещения инструмента и трех поворотных шарниров для его ориентации в пространстве.

Чтобы иметь возможность перемещать и ориентировать эффекторный орган во всех направлениях, такому роботу необходимо 6 осей (или степеней свободы). В двумерной среде достаточно трех осей: двух для смещения и одной для ориентации.[7]

Цилиндрические координатные роботы

В цилиндрические координатные роботы[4] характеризуются их поворотным шарниром в основании и по крайней мере одним призматическим шарниром, соединяющим его звенья.[5] Они могут двигаться вертикально и горизонтально, скользя. Компактная конструкция исполнительного механизма позволяет роботу достигать ограниченного рабочего пространства без потери скорости.[5]

Сферические координатные роботы

Сферические координатные роботы есть только поворотные соединения.[4] Это одни из первых роботов, которые использовались в промышленности.[5] Они обычно используются для уход за машиной для литья под давлением, литья пластмасс под давлением и экструзии, а также для сварки.[5]

Роботы SCARA

Основная статья: Робот SCARA

СКАРА[4] это аббревиатура от Selective Compliance Assembly Robot Arm.[8] Роботов SCARA узнают по двум параллельные швы которые обеспечивают движение в плоскости X-Y.[4] Вращающиеся валы расположены вертикально на эффекторе.

Роботы SCARA используются для работ, требующих точных боковых перемещений. Они идеально подходят для сборки.[5]

Роботы Delta

Основная статья: Дельта-робот

Роботы Delta[4] также называются роботами с параллельным соединением.[5] Они состоят из параллельных звеньев, подключенных к общей базе. Роботы Delta особенно полезны для задач прямого управления и операций с высоким маневрированием (таких как задачи быстрого захвата и размещения). Роботы Delta используют систему четырех стержневых или параллелограммных рычагов.

Автономия

Роботы демонстрируют разную степень автономия. Некоторые роботы запрограммированы на верное выполнение определенных действий снова и снова (повторяющиеся действия) без изменений и с высокой степенью точности. Эти действия определяются запрограммированными процедурами, которые определяют направление, ускорение, скорость, замедление и расстояние для серии скоординированных движений.

Другие роботы гораздо более гибки в отношении ориентации объекта, на котором они работают, или даже задачи, которая должна быть выполнена на самом объекте, которую роботу, возможно, даже потребуется идентифицировать. Например, для более точного руководства роботы часто содержат машинное зрение подсистемы, действующие как их визуальные датчики, связанные с мощными компьютерами или контроллерами.[9] Искусственный интеллект, или что это такое,[требуется разъяснение ] становится все более важным фактором в современном промышленном роботе.

История промышленной робототехники

Самый ранний известный промышленный робот, соответствующий определению ISO, был завершен «Биллом» Гриффитом П. Тейлором в 1937 году и опубликован в Журнал Meccano, Март 1938 г.[10][11] Кранообразное устройство было почти полностью построено с использованием Meccano частей и приводится в действие одним электродвигателем. Возможны пять осей движения, в том числе схватить и захватить вращение. Автоматизация была достигнута с помощью перфорированной бумажной ленты для подачи питания на соленоиды, что облегчило перемещение рычагов управления крана. В робот мог складывать деревянные блоки по заранее запрограммированным образцам. Количество оборотов двигателя, необходимое для каждого желаемого движения, сначала было нанесено на миллиметровую бумагу. Затем эта информация была перенесена на бумажную ленту, которая также приводилась в движение одним двигателем робота. Крис Шут построил полную копию робота в 1997 году.

Джордж Девол, ок. 1982 г.

Джордж Девол подал заявку на первую робототехнику патенты в 1954 г. (пожалована в 1961 г.). Первой компанией по производству роботов была Unimation, основанная Деволом и Джозеф Ф. Энгельбергер в 1956 году. Роботы Unimation также назывались программируемые передаточные машины поскольку их основное предназначение вначале заключалось в перемещении объектов из одной точки в другую, расстояние между которыми не превышало дюжины футов или около того. Они использовали гидравлический приводы и были запрограммированы в соединение координаты, т.е. углы различных суставов сохранялись во время фазы обучения и воспроизводились в процессе работы. Они были с точностью до 1/10 000 дюйма.[12] (примечание: хотя точность не является подходящей мерой для роботов, обычно ее оценивают с точки зрения повторяемости - см. ниже). Позже Unimation передала лицензию на свою технологию Kawasaki Heavy Industries и GKN, производство Unimates в Японии и Англии соответственно. Некоторое время единственным конкурентом Unimation был Цинциннати Милакрон Inc. из Огайо. Ситуация радикально изменилась в конце 1970-х годов, когда несколько крупных японских конгломератов начали производить подобных промышленных роботов.

В 1969 г. Виктор Шейнман в Стэндфордский Университет изобрел Стэнфордская рука, полностью электрический 6-осевой шарнирный робот, предназначенный для рука решение. Это позволило ему точно следовать произвольным траекториям в космосе и расширило потенциальные возможности использования робота для более сложных приложений, таких как сборка и сварка. Затем Шейнман разработал вторую руку для Массачусетский технологический институт AI Лаборатория, называемая «рука МТИ». Шейнман, получив стипендию от Unimation на разработку своих дизайнов, продал их Unimation, которая доработала их при поддержке Дженерал Моторс а позже продал его как Программируемый универсальный станок для сборки (ПУМА).

Промышленная робототехника довольно быстро стала популярной в Европе, причем обе ABB Robotics и KUKA Robotics вывод роботов на рынок в 1973 году. ABB Robotics (ранее ASEA) представила IRB 6, одну из первых в мире в продаже полностью электрический робот, управляемый микропроцессором. Первые два робота IRB 6 были проданы компании Magnusson в Швеции для шлифовки и полировки изгибов труб и были запущены в производство в январе 1974 года. Также в 1973 году KUKA Robotics построила своего первого робота, известного как FAMULUS,[13][14] также один из первых шарнирных роботов с шестью осями с электромеханическим приводом.

Интерес к робототехнике возрос в конце 1970-х годов, и многие американские компании вышли на рынок, в том числе такие крупные фирмы, как General Electric, и Дженерал Моторс (который сформировал совместное предприятие Робототехника FANUC с FANUC LTD из Японии). НАС. начинающие компании включены Automatix и Адепт технологии, Inc. На пике бума роботов в 1984 году Unimation была приобретена Westinghouse Electric Corporation за 107 миллионов долларов США. Westinghouse продал Unimation Stäubli Faverges SCA из Франция в 1988 году, которая до сих пор производит шарнирных роботов для общепромышленного и чистая комната приложений и даже купил роботизированное подразделение Bosch в конце 2004 г.

Лишь нескольким неяпонским компаниям удалось выжить на этом рынке, основными из которых являются: Адепт технологии, Stäubli, то Шведский -Швейцарский Компания ABB Asea Brown Boveri, то Немецкий Компания KUKA Robotics и Итальянский Компания Комау.

Техническое описание

Определение параметров

  • Количество осей - для достижения любой точки на плоскости требуются две оси; три оси необходимы, чтобы достичь любой точки в космосе. Чтобы полностью контролировать ориентацию конца руки (т. Е. запястье) еще три оси (рыскание, тангаж и крен ) необходимы. Некоторые конструкции (например, робот SCARA) обменивают ограничения возможностей движения на стоимость, скорость и точность.
  • Степени свободы - обычно совпадает с количеством осей.
  • Рабочий конверт - область космоса, которую может достичь робот.
  • Кинематика - фактическое расположение жестких элементов и суставы в роботе, который определяет возможные движения робота. Классы кинематики роботов включают шарнирную, декартовую, параллельно и СКАРА.
  • Пропускная способность или полезная нагрузка - какой вес может поднять робот.
  • Скорость - как быстро робот может расположить конец своей руки. Это может быть определено в терминах угловой или линейной скорости каждой оси или как составная скорость, то есть скорость конца рычага, когда все оси движутся.
  • Ускорение - насколько быстро ось может ускоряться. Поскольку это ограничивающий фактор, робот может быть не в состоянии достичь указанной максимальной скорости для перемещений на короткое расстояние или по сложному пути, требующему частой смены направления.
  • Точность - насколько близко робот может достичь заданной позиции. Когда абсолютное положение робота измеряется и сравнивается с заданным положением, ошибка является мерой точности. Точность можно повысить с помощью внешнего зондирования, например системы технического зрения или инфракрасного излучения. Видеть калибровка робота. Точность может варьироваться в зависимости от скорости и положения в пределах рабочего диапазона и полезной нагрузки (см. Соответствие).
  • Повторяемость - насколько хорошо робот вернется в запрограммированное положение. Это не то же самое, что точность. Может случиться так, что когда ему говорят перейти в определенное положение X-Y-Z, он попадает только в 1 мм от этого положения. Это будет его точность, которую можно улучшить калибровкой. Но если это положение запрограммировано в память контроллера и каждый раз, когда оно отправляется туда, оно возвращается в пределах 0,1 мм от запрограммированного положения, то повторяемость будет в пределах 0,1 мм.

Точность и повторяемость - разные меры. Повторяемость обычно является наиболее важным критерием для робота и аналогична концепции «точности» в измерениях - см. тщательность и точность. ISO 9283[15] устанавливает метод, с помощью которого можно измерить как точность, так и повторяемость. Обычно робота отправляют в обученную позицию несколько раз, и ошибка измеряется при каждом возврате в позицию после посещения 4 других позиций. Затем воспроизводимость количественно оценивается с использованием стандартное отклонение этих образцов во всех трех измерениях. Типичный робот, конечно, может допустить превышение позиционной ошибки, и это может стать проблемой для процесса. Более того, повторяемость различается в разных частях рабочего диапазона, а также зависит от скорости и полезной нагрузки. ISO 9283 определяет, что точность и повторяемость следует измерять на максимальной скорости и при максимальной полезной нагрузке. Но это приводит к пессимистическим значениям, тогда как робот мог бы быть намного более точным и воспроизводимым при небольших нагрузках и скоростях. Повторяемость в промышленном процессе также зависит от точности конечного эффектора, например, захвата, и даже от конструкции самого устройства. «пальцы», которые соответствуют захвату захватываемого объекта. Например, если робот берет винт за голову, он может быть под произвольным углом. Последующая попытка вставить винт в отверстие может легко потерпеть неудачу. Эти и подобные сценарии можно улучшить с помощью вводных, например сделав вход в отверстие конусообразным.

  • Управления движением - для некоторых применений, таких как простая сборка на месте, роботу нужно просто многократно возвращаться в ограниченное количество предварительно запрограммированных положений. Для более сложных задач, таких как сварка и отделка (окраска распылением ) движение должно постоянно контролироваться, чтобы следовать траектории в пространстве с контролируемой ориентацией и скоростью.
  • Источник питания - некоторые роботы используют электродвигатели, другие используют гидравлический приводы. Первые быстрее, вторые прочнее и удобнее в таких применениях, как окраска распылением, когда искра может вызвать взрыв; однако низкое внутреннее давление воздуха в руке может предотвратить попадание легковоспламеняющихся паров, а также других загрязняющих веществ. В настоящее время на рынке вряд ли появятся гидравлические роботы. Дополнительные уплотнения, бесщеточные электродвигатели и искробезопасная защита упростили конструкцию агрегатов, которые могут работать во взрывоопасной среде.
  • Водить машину - некоторые роботы подключают электродвигатели к суставам через шестерни; другие подключают двигатель к шарниру напрямую (прямой привод). Использование шестерен приводит к измеримому «люфту», который представляет собой свободное движение по оси. Меньшие роботы-манипуляторы часто используют высокоскоростные двигатели постоянного тока с низким крутящим моментом, которые обычно требуют высоких передаточных чисел; недостатком этого является люфт. В таких случаях гармонический привод часто используется.
  • Согласие - это мера величины угла или расстояния, на которое ось робота будет перемещаться при приложении к ней силы. Из-за податливости, когда робот переходит в позицию с максимальной полезной нагрузкой, он будет в позиции немного ниже, чем когда он не несет никакой полезной нагрузки. Соответствие требованиям также может быть причиной перерегулирования при перевозке высоких грузов, в этом случае необходимо уменьшить ускорение.

Программирование роботов и интерфейсы

Автономное программирование
Типичный кулон для обучения с опциональным мышь

Установка или программирование движений и последовательностей для промышленного робота обычно обучается путем подключения контроллера робота к ноутбук, рабочий стол компьютер или (внутренний или Интернет) сеть.

Робот и набор машин или периферийных устройств упоминаются как работа клеток, или ячейка. Типичная ячейка может содержать устройство подачи деталей, формовочная машина и робот. Различные машины «интегрированы» и управляются одним компьютером или ПЛК. Необходимо запрограммировать то, как робот взаимодействует с другими машинами в ячейке, как в отношении их положения в ячейке, так и синхронизации с ними.

Программного обеспечения: На компьютере установлено соответствующее интерфейс программного обеспечения. Использование компьютера значительно упрощает процесс программирования. Специализированный программное обеспечение робота запускается либо в контроллере робота, либо в компьютере, либо в обоих, в зависимости от конструкции системы.

Есть две основные сущности, которые необходимо обучить (или запрограммировать): позиционные данные и процедура. Например, в задаче по перемещению шнека из питателя в отверстие необходимо сначала запрограммировать или запрограммировать положения питателя и отверстия. Во-вторых, процедура подачи шнека из питателя в отверстие должна быть запрограммирована вместе с любыми задействованными входами / выходами, например, сигналом, указывающим, когда шнек в питателе готов к подъему. Цель программного обеспечения робота - облегчить обе эти задачи программирования.

Обучить позиции робота можно несколькими способами:

Позиционные команды Робота можно направить в нужную позицию с помощью GUI или текстовые команды, в которых можно указать и отредактировать требуемую позицию X-Y-Z.

Учите кулон: Положение робота можно обучить с помощью научить кулон. Это портативный блок управления и программирования. Общими особенностями таких устройств являются возможность вручную отправить робота в желаемое положение, или «на дюйм», или «толчок», чтобы отрегулировать положение. У них также есть средства для изменения скорости, поскольку низкая скорость обычно требуется для осторожного позиционирования или во время пробного запуска новой или измененной процедуры. Большой экстренная остановка кнопка обычно также включена. Обычно после того, как робот запрограммирован, пульт обучения больше не используется. Все обучающие подвески оснащены 3-позиционным выключатель мертвого человека. В ручном режиме он позволяет роботу двигаться только тогда, когда он находится в среднем положении (частично нажат). Если он полностью вдавлен или полностью отпущен, робот останавливается. Такой принцип работы позволяет использовать естественные рефлексы для повышения безопасности.

Ведущий за нос: это метод, предлагаемый многими производителями роботов. В этом методе один пользователь держит манипулятор робота, в то время как другой человек вводит команду, которая обесточивает робота, заставляя его хромать. Затем пользователь вручную перемещает робота в требуемые позиции и / или по требуемому пути, в то время как программное обеспечение регистрирует эти позиции в памяти. Программа может позже запустить робота в эти позиции или по заданной траектории. Этот метод популярен для таких задач, как распыление краски.

Автономное программирование где вся ячейка, робот и все машины или инструменты в рабочей области отображаются графически. Затем можно перемещать робота по экрану и моделировать процесс. Симулятор робототехники используется для создания встроенных приложений для робота, независимо от физической работы манипулятора робота и конечного эффектора. Преимущества моделирования робототехники заключаются в том, что оно экономит время при разработке приложений для робототехники. Это также может повысить уровень безопасности, связанный с роботизированным оборудованием, поскольку различные сценарии «что, если» могут быть опробованы и протестированы до активации системы. [8] Программное обеспечение для моделирования роботов предоставляет платформу для обучения, тестирования, запуска и отладки программ, написанных на различных языках программирования.

Симулятор робототехники

Моделирование роботов Инструменты позволяют удобно писать и отлаживать программы робототехники в автономном режиме с окончательной версией программы, протестированной на реальном роботе. Возможность предварительного просмотра поведения роботизированной системы в виртуальном мире позволяет опробовать и протестировать различные механизмы, устройства, конфигурации и контроллеры перед их применением в системе «реального мира». Симуляторы робототехники могут обеспечивать вычисление в реальном времени имитируемого движения промышленного робота с использованием как геометрического, так и кинематического моделирования.

Производство независимых инструментов программирования роботов - относительно новый, но гибкий способ программирования приложений для роботов. Используя графический интерфейс пользователя программирование выполняется перетаскиванием предварительно определенного шаблона / строительных блоков. Они часто включают выполнение моделирования для оценки осуществимости и автономное программирование в сочетании. Если система способна скомпилировать и загрузить собственный код робота в контроллер робота, пользователю больше не нужно изучать код каждого производителя. проприетарный язык. Следовательно, этот подход может стать важным шагом к стандартизировать методы программирования.

Другие кроме того, механизаторы часто используют пользовательский интерфейс устройства, обычно сенсорный экран единиц, которые служат панелью управления оператора. Оператор может переключаться от программы к программе, вносить изменения в программу, а также управлять множеством периферийный устройства, которые могут быть интегрированы в одну роботизированную систему. К ним относятся конечные эффекторы, питатели, которые поставляют компоненты роботу, конвейерные ленты, органы управления аварийной остановкой, системы машинного зрения, безопасность блокировка системы, штрих-код принтеры и почти бесконечное множество других промышленных устройств, доступ к которым и управление ими осуществляется с панели управления оператора.

Подвесной пульт обучения или ПК обычно отключаются после программирования, и затем робот запускает программу, установленную на его компьютере. контролер. Однако компьютер часто используется для «наблюдения» за роботом и любыми периферийными устройствами или для обеспечения дополнительного хранилища для доступа к многочисленным сложным путям и процедурам.

Инструменты на конце руки

Самым важным периферийным устройством робота является рабочий орган, или инструмент на конце руки (EOT). Общие примеры концевых эффекторов включают сварочные устройства (такие как сварочные пистолеты MIG, аппараты для точечной сварки и т. Д.), Пистолеты-распылители, а также устройства для шлифования и удаления заусенцев (например, пневматические дисковые или ленточные шлифовальные машины, заусенцы и т. Д.) И захватные устройства ( устройства, которые могут захватить объект, обычно электромеханический или же пневматический ). Другой распространенный способ подбирать предметы - это вакуум или же магниты. Концевые эффекторы часто очень сложны, сделаны так, чтобы соответствовать обрабатываемому продукту и часто способны захватывать множество продуктов одновременно. Они могут использовать различные датчики, чтобы помочь роботизированной системе в обнаружении, перемещении и позиционировании продуктов.

Контроль движения

Для данного робота единственными параметрами, необходимыми для полного определения положения рабочего органа (захват, сварочная горелка и т. Д.) Робота, являются углы каждого из сочленений или смещения линейных осей (или их комбинации для таких форматов роботов, как как СКАРА). Однако есть много разных способов определения точек. Самый распространенный и удобный способ определения точки - это указать Декартова координата для него, то есть положение «конечного эффектора» в мм в направлениях X, Y и Z относительно исходной точки робота. Кроме того, в зависимости от типов шарниров, которые может иметь конкретный робот, также необходимо указать ориентацию концевого эффектора по рысканию, тангажу и крену, а также положение точки инструмента относительно лицевой панели робота. Для шарнирная рука эти координаты должны быть преобразованы в углы сочленений контроллером робота, и такие преобразования известны как декартовы преобразования, которые могут потребоваться итеративно или рекурсивно для многоосевого робота. Математика взаимосвязи между суставными углами и фактическими пространственными координатами называется кинематикой. Видеть управление роботом

Позиционирование по декартовым координатам может быть выполнено путем ввода координат в систему или с помощью обучающего пульта, который перемещает робота в направлениях X-Y-Z. Человеку-оператору намного легче визуализировать движения вверх / вниз, влево / вправо и т. Д., Чем перемещать каждый сустав по одному. Когда желаемое положение достигнуто, оно определяется каким-либо образом в зависимости от используемого программного обеспечения робота, например P1 - P5 ниже.

Типичное программирование

Большинство шарнирно-сочлененных роботов работают, сохраняя серию позиций в памяти и перемещаясь к ним в разное время в их программной последовательности. Например, робот, который перемещает предметы из одного места (корзина A) в другое (корзина B), может иметь простую программу «подобрать и разместить», подобную следующей:

Определите точки P1 – P5:

  1. Надежно над заготовкой (определяется как P1)
  2. 10 см над контейнером A (определяется как P2)
  3. В позиции для участия из бункера A (определяется как P3)
  4. 10 см над контейнером B (определяется как P4)
  5. В позиции для принятия участия из бункера B. (определяется как P5)

Определите программу:

  1. Перейти к P1
  2. Перейти к P2
  3. Перейти к P3
  4. Закрытый захват
  5. Перейти к P2
  6. Перейти на P4
  7. Перейти к P5
  8. Открытый захват
  9. Перейти к P4
  10. Перейти к P1 и закончить

Примеры того, как это будет выглядеть на популярных языках роботов, см. программирование промышленных роботов.

Особенности

Американский национальный стандарт для промышленных роботов и робототехнических систем - Требования безопасности (ANSI / RIA R15.06-1999) определяет сингулярность как «состояние, вызванное коллинеарным выравниванием двух или более осей робота, приводящее к непредсказуемым движениям и скоростям робота». Это наиболее часто встречается в роботизированных манипуляторах, в которых используется «запястье с тройным вращением». Это запястье, вокруг которого три оси запястья, управляющие рысканием, тангажем и креном, проходят через общую точку. Пример сингулярности запястья - это когда путь, по которому движется робот, вызывает совпадение первой и третьей осей запястья робота (то есть осей 4 и 6 робота). Затем вторая ось запястья пытается повернуться на 180 ° за нулевое время, чтобы сохранить ориентацию рабочего органа. Другой общий термин для этой особенности - «переворот запястья». Результат сингулярности может быть весьма драматичным и отрицательно сказаться на манипуляторе робота, конечном эффекторе и процессе. Некоторые производители промышленных роботов попытались обойти ситуацию, слегка изменив траекторию робота, чтобы предотвратить это состояние. Другой метод - снизить скорость движения робота, тем самым уменьшив скорость, необходимую запястью для выполнения перехода. ANSI / RIA предписывает производителям роботов информировать пользователя об особенностях, если они возникают во время ручного управления системой.

Сингулярность второго типа у вертикально шарнирных шестиосевых роботов с разделенными запястьями возникает, когда центр запястья находится на цилиндре, который центрирован вокруг оси 1 и имеет радиус, равный расстоянию между осями 1 и 4. Это называется сингулярностью плеча. Некоторые производители роботов также упоминают об особенностях центровки, когда оси 1 и 6 совпадают. Это просто частичный случай особенностей плеча. Когда робот проходит близко к особенности плеча, сустав 1 вращается очень быстро.

Третий и последний тип сингулярности у вертикально шарнирных шестиосных роботов с разделенными запястьями возникает, когда центр запястья находится в той же плоскости, что и оси 2 и 3.

Особенности тесно связаны с явлениями карданный замок, который имеет аналогичную основную причину выстраивания топоров.

Структура рынка

Согласно Международная федерация робототехники (IFR) исследование Всемирная робототехника 2019, к концу 2017 года насчитывалось около 2 439 543 действующих промышленных робота. По оценкам, к концу 2021 года это число достигнет 3 788 000 человек.[16] В 2018 году IFR оценивает мировые продажи промышленных роботов в 16,5 млрд долларов США. С учетом стоимости программного обеспечения, периферийных устройств и системного проектирования, годовой оборот робототехнических систем в 2018 году оценивается в 48,0 млрд долларов США.[16]

Китай является крупнейшим рынком промышленных роботов: в 2018 году было продано 154032 единицы.[16] В Китае был самый большой операционный парк промышленных роботов - 649 447 единиц на конец 2018 года.[17] В 2018 году американские производители промышленных роботов отгрузили на фабрики в США 35880 роботов, что на 7% больше, чем в 2017 году.[18]

Крупнейшим потребителем промышленных роботов является автомобильная промышленность с долей рынка 30%, электротехническая / электронная промышленность с 25%, металлургия и машиностроение с 10%, резиновая и пластмассовая промышленность с 5%, пищевая промышленность с 5%.[16] В текстильной, швейной и кожевенной промышленности действуют 1 580 единиц.[19]

Расчетные годовые поставки промышленных роботов во всем мире (в единицах):[16]

Годпоставлять
199869,000
199979,000
200099,000
200178,000
200269,000
200381,000
200497,000
2005120,000
2006112,000
2007114,000
2008113,000
200960,000
2010118,000
2012159,346
2013178,132
2014229,261
2015253,748
2016294,312
2017381,335
2018422,271

Здоровье и безопасность

Основная статья: Безопасность робототехники на рабочем месте

В Международная федерация робототехники предсказал рост внедрения промышленных роботов во всем мире, и, по их оценкам, к 2020 году на заводах по всему миру будет установлено 1,7 миллиона новых роботов. [IFR 2017]. Быстрое развитие технологий автоматизации (например, стационарных роботов, совместных и мобильных роботов и экзоскелетов) может улучшить условия труда, но также и создать опасные факторы на производстве.[20] [1] Несмотря на отсутствие данных профессионального надзора о травмах, связанных именно с роботами, исследователи из США Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH) идентифицировал 61 смерть, связанную с роботами, в период с 1992 по 2015 год с помощью поиска по ключевым словам Бюро статистики труда (BLS) База данных исследований по переписи смертельных травм на производстве (см. Информацию из Центр исследований профессиональной робототехники ). Используя данные Бюро статистики труда, NIOSH и его государственные партнеры исследовали 4 смертельных случая, связанных с роботами, в рамках Программа оценки летальности и контроля. Кроме того, Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA) расследовало десятки смертей и травм, связанных с роботами, которые можно просмотреть на Страница поиска несчастных случаев OSHA. Травмы и смертельные исходы со временем могут увеличиваться из-за увеличения числа работающих совместно и сосуществующих роботов, экзоскелетов с приводом и автономных транспортных средств в рабочей среде.

Стандарты безопасности разрабатываются Ассоциация робототехники (RIA) совместно с Американский национальный институт стандартов (ANSI).[2] 5 октября 2017 г. OSHA, NIOSH и RIA подписали союз для совместной работы над расширением технических знаний, выявления и помощи в устранении потенциальных опасностей на рабочем месте, связанных с традиционными промышленными роботами и новыми технологиями установок и систем для совместной работы человека и робота, а также для определения необходимых исследований для снижения опасностей на рабочем месте. 16 октября NIOSH запустил Центр исследований профессиональной робототехники «обеспечить научное руководство для разработки и использования профессиональных роботов, которые повышают безопасность, здоровье и благополучие рабочих». На данный момент исследовательские потребности, выявленные NIOSH и его партнерами, включают: отслеживание и предотвращение травм и смертельных случаев, стратегии вмешательства и распространения для продвижения безопасных процедур управления машинами и технического обслуживания, а также внедрение эффективных научно обоснованных вмешательств в практику на рабочем месте.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:8373:ed-2:v1:en В архиве 2016-06-17 в Wayback Machine
  2. ^ Разборка с помощью робота для утилизации аккумуляторов электромобилей
  3. ^ «Беспокойство о преждевременной индустриализации». Экономист. В архиве из оригинала на 21.10.2017. Получено 2017-10-21.
  4. ^ а б c d е ж грамм час "Техническое руководство OSHA (OTM) | Раздел IV: Глава 4 - Промышленные роботы и безопасность робототехнических систем | Администрация по охране труда и здоровья". www.osha.gov. Получено 2020-11-15.
  5. ^ а б c d е ж грамм час Гуарана-DIY (30.06.2020). «Шесть основных типов промышленных роботов в 2020 году». DIY-Робототехника. Получено 2020-11-15.
  6. ^ «Роботы и робототехнические устройства - Словарь». www.iso.org. 2012. Получено 2020-11-15.
  7. ^ "Промышленный робот: практический гид". www.usinenouvelle.com (На французском). Получено 2020-11-15.
  8. ^ "Оставить комментарий роботу SCARA - это лучший выбор для вашего приложения". www.fanuc.eu (На французском). Получено 2020-11-15.
  9. ^ Турек, Фред Д. (июнь 2011 г.). «Основы машинного зрения: как заставить роботов видеть». Краткие технические описания НАСА. 35 (6): 60–62. Архивировано из оригинал на 2012-01-27. Получено 2011-11-29.
  10. ^ «Автоблокировочный кран». Журнал Meccano. Ливерпуль Великобритания: Meccano. 23 (3): 172. Март 1938 г.
  11. ^ Тейлор, Гриффит П. (1995). Робин Джонсон (ред.). Робот Гаргантюа. Гаргантюа: Ежеквартально конструктор.
  12. ^ «Международная федерация робототехники». IFR Международная федерация робототехники. Получено 16 декабря 2018.
  13. ^ KUKA-Roboter.de: 1973 Первый робот KUKA В архиве 2009-02-20 в Wayback Machine Английский, 28 марта 2010 г.
  14. ^ «История промышленных роботов» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-12-24. Получено 2012-10-27.
  15. ^ «EVS-EN ISO 9283: 2001». Архивировано из оригинал 10 марта 2016 г.. Получено 17 апреля 2015.
  16. ^ а б c d е "Краткое содержание Промышленные роботы World Robotics 2019" (PDF). ifr.org. В архиве (PDF) из оригинала 6 апреля 2018 г.. Получено 10 октября 2019.
  17. ^ «Оперативный запас промышленных роботов на конец года в отдельных странах» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2019-10-11. Получено 2019-10-26.
  18. ^ Левин, Стив; Уодделл, Каве (01.03.2019). "Большой толчок американских роботов". Axios (сайт). Получено 2019-03-01.
  19. ^ Саймон Кокс (5 октября 2017 г.). «Беспокойство о преждевременной индустриализации». Экономист. В архиве из оригинала 21 октября 2017 года.
  20. ^ Технологии, Комитет по информации; Автоматизация; Рабочая сила и США; Совет по информатике и телекоммуникациям; Наук, инженерный и физический отдел; Наук, Национальные академии; Инженерное дело; Медицина, а (2017-03-16). Информационные технологии и рабочая сила США: где мы находимся и куда мы идем дальше?. Дои:10.17226/24649. ISBN  9780309454025.

дальнейшее чтение

  • Ноф, Шимон Ю. (редактор) (1999). Справочник по промышленной робототехнике, 2-е изд. Джон Вили и сыновья. 1378 стр.ISBN  0-471-17783-0.
  • Ларс Вестерлунд (автор) (2000). Вытянутая рука человека. ISBN  91-7736-467-8.
  • Михал Гургуль (автор) (2018). Промышленные роботы и коботы: все, что вам нужно знать о своем будущем коллеге. ISBN  978-83-952513-0-6.

внешняя ссылка