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機器人時代兵臨城下 | 你的測量技術跟上了嗎?
來源:蔡司工業測量 | 作者:gdphic | 發布時間: 2016-08-19 | 747 次瀏覽 | 分享到:


長期以來,人類夢想著由機器人完成日常的工作,不管是洗盤子還是打仗。從阿富汗的天空到底特律的生產線,這些夢想都已變成了現實。現如今,不僅於漫畫或電影屏幕中,各式機器人以更成熟的姿態進入人們的生活,不可否認的是——在機器人變得更加實用、價格適中、更大範圍普及之前,AG平台仍有較長的路要走,即如同汽車或電腦當初闖入時一般,讓機器人成為下一個必須的、無處不在的電子消費品或許僅僅是時間的問題。
 
“中國製造2025”其中一個積極重要的組成部分就是機器人產業,預計到2025年,機器人工業產值預期可以達到4.5萬億美元,但對很多中小企業而言,普及使用工業機器人也麵臨一大挑戰:巨大的投資成本。目前我國70%的機器人均來自洋品牌供應商,價格居高不下。究其根本原因,我國還缺乏對工業機器人控製工藝的研究,關鍵元器件無法實現國產化。未來,仍需加快工業機器人技術的研究開發與生產。

工業機器人核心部件量測

精密減速器的使用能使伺服電機在一個合適的速度下運轉,並精確地將轉速降到工業機器人各部位需要的速度,提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。與通用減速器相比,機器人關節減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易於控製等特點。

大量應用在關節型機器人上的減速器主要有兩類:RV減速器和諧波減速器。相比於諧波減速器,RV減速器具有更高的剛度和回轉精度。因此於關節型機器人中,一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置;而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部。


作為工業機器人精密減速器的核心組件,擺線齒輪目前的製造還多為國外公司壟斷,其國產化麵臨著一係列的挑戰。這主要是因為擺線齒輪的加工和製造精度要求高, 分析參數眾多且測量精度要求也很高。另一方麵,隻有精確可靠的測量數據方可有效指導生產,從而提高擺線齒輪的加工精準性。除了擺線齒輪,減速器中的其他零件如齒輪殼、輸出軸的製造要求也很高,測量難度亦不小。

基於固定式平台的高精度測量機可結合轉台廣泛應用於漸開線齒輪、擺線齒輪、凸輪等零部件為代表的工業機器人測量項目。通過主動式調節測量力,可實現連續掃描運行的高穩定性、高精度擺線輪輪廓主動掃描測量,融合高速或飛翔掃描技術可進一步提高批量化檢測的效率。

火星探尋的挑戰

2012年8月6日,美國宇航局(NASA)的好奇號(Curiosesity)火星探測輪係機器人成功登陸火星,作為迄今為止最大的火星探測車及移動火星科學研究實驗室(MSL),科學家希望它可幫助查明火星(Mars)曆史上是否曾存在過可讓微生物生存的宜居環境。

為此,該火星車攜帶了大量迄今最先進的實驗設備,其科學載荷重量超過以往任何一次火星車載荷的10倍以上,因此探測係統的推進力及扭矩需不斷加強,傳動部件規格亦隨之增加,其中數十個精密傳動部件涉及眾多深孔與圓弧等特征,製造過程所涉及的研磨、切割及熱處理中的每一環節均需高精度量測,規格增大後的裝配尺寸、形狀及位置公差仍提出了微米級的高質量管控要求。
 
工程人員借助高精度測量機對每一部件實現超過60次的高效精密量測,依據詳盡準確的可視化測量報告可有效指導、加快火星車機器人的研發及生產進程,為之後探尋火星生命元素的使命打下堅實的基礎!

車間型測量機與工業機器人車間現場互聯互動

車間型測量機從設計上應滿足寬溫等苛刻的環境要求,結合機器人可使質量流程更加精確和高效,這些皆有利於企業實現增效節能,增效節能是提高企業總體效率的重要因素,基於機器人平台已實現了自動化光學離線、在線或線邊檢測,相關應用成熟且日趨普遍。
機器人輕型化發展所需的測量技術

隨著機器人由工業向民用方向的拓展,機器人部件將由金屬向塑料或複合材料方向發展,從而加快了實現機器人輕型化的步伐,如何促進機器人塑料件成型加工新技術的開發?
提高塑料件的性能和功能是擴大其在機器人應用的關鍵,涉及複雜結構的塑料製品時,X射線三維CT測量技術可有效洞悉內部結構及獲取更全麵的數據,基於齒輪測量軟件及少量高端測量型CT更可實現對齒輪參數的評定。除此之外,機器人所使用的大量傳感器亦可借助於CT無損檢測進行內外部結構、尺寸及失效分析。

打造數字化智能製造工廠
如何實現將機器人與測量技術、數據管理技術三者在製造業的完美融合,打造出真正意義上的數字化智能工廠?
現今近乎所有的製造企業,皆麵臨著如何有效利用零部件與各級總成測量所產生的海量數據,投入大量費用及時間解決量產中的質量問題,研究數據中的相關性,溯源及疑難問題解決。集成多樣化工具的質量數據管理軟件可實現測量數據的深度相關分析、層層遞進、追根溯源,為管理決策提供依據,為製造企業實現全球質量戰略,是提升整體產品質量及生產效率的必由之路。

隨著機器人工業的飛速發展,國內外機器人製造企業除需具備機器人及高科技的測量分析設備,先進的質量數據管理係統成為其必不可少的核心競爭力。

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