国外码垛机器人的研究现状

在这一新兴领域，国外科学家已经做出了非常详尽且深入的研究。目前，日、欧两大派系的工业机器人在世界舞台上享有盛誉，其中安川、OTC, FANUC等公司作为口系的代表已在世界占据一席之地，欧系则汇聚了譬如KUKA,ABB等行业巨头

追溯到1974年，名为IRB 6的工业机器人在瑞典的ABB公司下线，它在工件的取放及物料的搬运上得以使用，而且是当时世界第一台全电控式的。在此基础上经过不懈的努力，ABB于1999年研发出的RB640码垛机器人已经能够达到1200个码垛循环/小时，码垛的单一物料重量160kg这一行业新高，在这期间它又自主研发了一款可以自动生成码垛代码的软件Pallewizard。作为行业的风向标的ABB公司，在最近一些年生产了大量的多关节机器人，它们具有以下几个特点:首先，为了解决铸造本体较轻，经过长时间磨损会出现弯折和断裂等问题，ABB采用铸钢材料来制造本体，即使这样造成本体变得很笨重，但是提高了可靠性，而且ABB巧妙运用了配重设计，使其耗电量比铝合金材料的还要低很多。其次，2006年的机器人控制领域出现了一项重大成果，这就是ABB研发的模块化控制器，它也是ABB公司在该领域卓越贡献的集中体现。该控制器具有以下两大功能:一个是能够对机器人进行更加精确的定位、重复定位的MultiMove功能，它可以在发生故障时自检并排除故障继而重新开始工作。另一个就是可以最大限度缩短工作周期的自动优化运动控制功能(QuickMove，相比于传统意义上的机器人控制器，它可以节省四分之一的工作周期，而且还可以根据外部不同的有效载荷来进行自身调节。其次，ABB公司同年开发了一项专利技术TrueMove，它可以使机器人在整个工作周期内平稳运动，不受速度快慢的影响而且不需要修正程序就能保证同样的运动轨迹。基于此类技术的支撑，ABB公司最新成果IRB 7600型码垛机器人可以完成650kg的物料堆码，同时实现士0.07mm的定位精度

1973年，世界上第一台采用机电六轴驱动的机器人FAMULUS在德国库卡公司生产车间下线，这也是KUKA公司里程碑式的一刻。1996年，第一台以PC作为控制器平台的机器人也在库卡问世，从此世界机器人技术的舞台更加辉煌灿烂。放眼现在，库卡公司生产的机器人拥有以下几个特点:第一，因为聚碳纤维这种材料质量很轻、扭矩力极大、韧性相当强、还具有极强的抗震能力，所以采用它铸成的机器人本体结构具有轻巧，强度高，适应较高负载作业的特点。加之采用倾斜式的四轴设计也大大降低了机器人本体结构的保养及维护成本。第二，KUKA公司研发的一套基于windows  (隶属于微软公司)操作界面的机器人控制系统PCBASED，只需要技师运用简单的知识进行一系列规划设置，就可以做到MTBF(平均故障间隔时间)不低于75,000小时，并且能确保机器人的平均使用寿命在10到15年左右。第三，库卡公司将其自主研发的货盘处理软件Pa1letTechO安装在自己的机器人上，这套软件的离线编程功能，可以在不对生产产生影响的情况下快速进行调试、转换。库卡及其辅助系统可以根据不同的装卸任务凭借其极快的反应速度在最短的时间内为用户提供出最为理想的解决方案，并且能做到快速灵活的启动。KR1000TITAN作为库卡零八年的代表作，具有Sm的垂直工作高度，3.2m的水平工作半径，且具备吨级的负载能力，单纯从技术层面上来讲，厚重的钢基础结构和驱动方案为其达到这一水平提供了保障。KR1000TITAN机器人突破传统的局限，摒弃六自由度机器人使用6个伺服电机的思维禁锢，另辟蹊径的对机器人的1轴、3轴采用双马达来共同驱动同一套齿轮机构，2轴则采用两个马达各自驱动自己的齿轮机构的驱动方案，这样就完美解决了一般电机无法单独驱动高负载下的3个主基础轴的问题

1977年是工业机器人领域又一个里程碑式的年份，这一年成为了工业机器人从液压驱动时代到电控时代的分水岭。自从安川公司生产出了第一台全电控机器人，人们就意识到机器人用伺服电动机来驱动的时代来临了。这一方式凭借其更快的响应速度、更高的定位精度、更好的灵活性迅速取代液压的驱动方式，成为当时的主流驱动方式。随着时代的发展，技术的不断更新，又出现了很多新型的驱动方式，譬如直线电动机就在很多领域被大规模使用，与此同时直流伺服驱动也渐渐地退出了历史舞台。纵观由FANUC公司制造的机器人，我们可以总结出两个特点:其一是它采用并联机构，做到了数控技术与机器人一体化的完美体现，再有就是机器人控制器集成了它所特有的iRvision视觉系统中的软件和控制硬件，如此一来用户就可以轻松通过这套系统来实现二、三维的视觉功能，这也在技术上为用户实现可靠地视觉信息提供了支持。装备了具有高新技术的智能化的视觉探测器以后，该公司的FANUCRobotM一410iB,1160型机器人，可以实时确认货物的移位而且不影响搬运过程，且具备了单次负载160kg,高达1500次/小时的搬运能力，重复定位精度更是控制在0.5mm以内。此外，操作人员可以使用动画模拟功能对程序进行简单的编译处理来确保装载效率达到最优化，它的控制箱采用了不需要用电缆来连接的一体结构，这样设计便于用户操作。机器人的手腕部分设计成中空的，这样就能够解决在布线时由于人为疏忽导致电缆缠绕机械手腕的问题