机械臂如今已经有将近80年的历史了,随着人类科技的进步,学科的多元发展,机械臂的研究越来越具有综合性,涉及范围越来越广。
ABB公司研制的IRB 6400RF 作为六自由度机械臂十分具有代表性。IRB 6400RF的实际操作距离可以达到2。5m,它的承载能力也上升至200kg。在相同类型的六自由度机器人中精确度已经是最高的,甚至刚度也是最大。它配备了先进的运动控制系统和碰撞检测系统,可以规避障碍物,从而达到减少工具由于碰撞而损坏的风险。ABB自家独有的控制技术,使得机械臂能实时根据它自身运动时的加速度时刻进行优化处理,提高了机械臂整体的稳定性。该机械臂拥有一流的路径跟踪精度和重复定位精度,所能达到的效果就是不论速度如何,它均可沿着运行路径不改变。采用了全钢结构,对于各种恶劣生产环境均能适应,整个机械臂达到IP67级密闭性[3]。81928
瑞士Neuronics公司发布了一款名为Katana1。2的机械臂,这款机械臂在设计时同样是以六个自由度来配备。它重达4kg,可达最大电压和最大电流分别为12伏特和6安培。值得一提的是,它的定位精度可以精确到微米级,精度十分高。为了使Katana能够容易得集成至任意一个自动化环境中,给它配备了一块强大的主板,功能丰富。在主板上,外设接口分布充足,足够用户去使用。主板采用了高端的PowerPC处理器,该处理器集成了FPU(浮点数计算单元),2个USB主机,1个USB 器件,CAN,Ethernet,2个串口以及一些标准数字I/O接口[4]。机械臂Katana1。2的通用性和多功能性很强得益于在主板内的嵌入式 Linux内核具有实时状态最优的特性。
国外的各类型机械臂虽然在各自的领域已经达到了很高的水平,但是智能化的程度还有巨大的空间,研究需要继续下去,与其他学科融合,达到更惊人的效果。
我国的机器人研究对比国外起步较晚,从上世纪六十年代才慢慢发展起来。虽然起步较晚,但是在我国众多大学教授和工程师的共同努力下,国内的机械臂技术迎头赶上国外发达国家目前已经成熟的技术。
起初,国内刚开始发展机械臂的时期,国内的主要研究方向就是跟踪外国的技术,主要是三种类型的工业机器人[5]。研究它们的目的只要是为了解放生产力,为国民经济建设服务。然而,随着我国综合国力的持续攀升,国家也已经意识到一味的模仿借鉴国外技术是不可能长久的。因此我们需要发展拥有自主知识产权的高新机器人,在性能及技术上取得突破,快速推进我国机器人产业化有利于增强我国工业化实力。
在国外工业4。0的影响下,我国也公布了“中国制造2025”的战略方针。目前国内也是紧跟国际趋势,大力发展柔性化、智能化的机器人。柔性机械臂在空间站中应用十分广泛,而我国的航空航天技术一直处于世界前列。那么发展柔性机械臂也是为了将来我国建立太空空间站做好充足准备,富有战略意义。
总的来说,我国整体机械臂制造业与国外相比相对处于落后的状态,虽然在某个领域内发展已经逼近甚至领先于世界水平,但是还是需要不断的学习和创新。
发展趋势
目前,机械臂的发展已经经历了三代,随着时代的进步,科技的创新,机械臂乃至整个机械工业都朝着高精度、高速化、柔性化、模块化、智能化的方向急速发展。
尤其在经济全球化,工业全球化的背景下,模块化、智能化和柔性化的机械臂具有巨大的发展空间,也是全世界工程师集中大力研究的重要部分。
六自由度机械臂国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_95956.html