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全球协作机器人技术发展分析

发布时间:2019-08-21

协作机器人技术发展特点主要体现在易用性、灵活性、安全性三个方面。

(1)易用性方面

易用性是机器人控制器设计的重中之重,其中涉及具体技术包含各类图形化编程、工艺包、示教方式、指令丰富程度、二次开发平台、系统扩展性(硬接口,软协议),离线编程软件等。

虽然,协作机器人的拖动示教功能特性免去了传统工业机器人复杂的编程和配置,使其操作简单、易上手;

但是,目前市场的一些协作机器人产品,它们提供的图形界面只能完成一些简单的拣选/取放任务,仍存在易用性不强的问题。

为提升协作机器人的易用性,行业内企业对机器人编程语言进行开发优化,使机器人能适应复杂工作环境。如UR 机器人采用一种专利技术的图形化编程方式,把复杂的指令简化为组合按钮形式,配合拖动示教完成机器人的编程; 日本Mujin 提供一种简单快速的3D环境重建方法及针对复杂环境进行自动轨迹规划的技术,可大幅降低机器人部署时间和工作量;Franka 推出图形化编程系统,通过组合不同的基本元素,使用户可在不具备任何专业知识的情况下编写复杂的机器人程序。

随着协作机器人应用领域的不断扩展,要提升协作机器人简单易用性,提供更简单直观,功能更强大的编程方法仍将协作机器人企业长期努力的方向。


(2)灵活性方面

从软件层面来看,协作机器人系统多数具有学习和演化的能力,使其产品具有适应性、灵活性,它们主要采用增强型学习方法和遗传规划,可实现多机协同作业;

然而,目前的多机器人学习和演化还停留在比较低的行为层次,其学习和演化的任务和环境也非常简单,当其面对更为复杂的任务和环境时,存在时滞评价和组合爆炸问题;

同时,对多智能体的分布式学习与演化,也与传统的集中式的学习与演化方法有明显区别,还有待寻找更为有效的行为优化方法。

从硬件层面来看,目前,协作机器人技术产品多数为6 自由度及以上的多关节机器人,自重及负载都较小,产品安装方式及其移动部署相对灵活。适用于柔性、灵活度和精准度要求较高的行业如电子、医药、精密仪器等行业,满足更多工业生产及服务行业的操作需要。

相关协作机器人产品技术参数:

相关协作机器人产品技术参数

(3)安全性方面

安全问题作为实现人机协作一个前提条件,只有保障了操作人员的人身安全,才能更好的协同工作,提高企业效率。

为有效规范协作机器人设计及安全,国际标准化组织于2016 年3 月发布了《ISO/TS 15066 Robots and robotic devices--Collaborative robots》标准,该标准作为支持ISO 10218“工业机器人安全标准”的补充,进一步明确了协作机器人的设计细节及系统安全技术规范,主要要求如下:各协作机器人企业都通过开发硬件或者软件,抑或两者兼备的方式确保其能实现人机协同作业,但不同企业实现途径不一。

如优傲利用其专利传感器和软件技术,实现协作机器人的功率和力的限制功能;Rethink协作机器人产品通过搭载串联弹性驱动器(SEA),将力矩控制转化为弹簧形变量控制,实现精确的力矩控制;博世协作机器人配备机器人保护皮衣APAS(触觉检测装置),检测受力情况并可向控制器提供即时反馈,确保人员安全。

协作机器人安全规范:
协作机器人安全规范

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