我国工业机器人行业在经历数十年发展后形成完整的行业产业链。上游零部件作为原材料对于工业机器人极为重要,三大主要零部件控制系统、伺服系统、减速器,中游为机器人本体,工业机器人的应用,下游是集成系统,广泛应用于汽车、3C、食品、饮料等行业。
工业机器人中技术难度高的三大主要零部件分别是减速器、伺服系统和控制器器,三者分别占工业机器人成本构成的35%、25%、10%。主要零部件成本占到工业机器人整机成本的70%,主要零部件供应商在整个产业链中拥有很强的议价能力。目前我国85%的减速器市场、90%的伺服电机市场、超过80%的控制系统市场被海外品牌占据。
随着科学技术的不断进步,工业机器人,我国工业机器人已经走上了自主研发阶段,这样标志着我国工业自动化走向了新的里程碑。按照工业机器人的关键技术发展过程其可分为三代:初代是示教再现机器人,主要由机器人本体、运动控制器和示教盒组成,操作过程比较简单。初代机器人使用示教盒在线示教编程,并保存示教信息。当机器人自动运行时,工业机器人视觉,由运动控制器解析并执行存储的示教程序,使机器人实现预定动作。第二代是离线编程机器人,该机器人编程系统是采用离线式计算机实体模型技术,首先建立起机器人及其工作环境的实体模型,再采用实际的正逆解算法,通过对实体模型的控制和操作。第三代是智能机器人,它除了具有代和第二代的特点以外可带有各种传感器,这类机器人对外界环境不但具有感觉能力,而且具有独立判断的能力等。
一般工业机器人是一个串联悬臂式结构,刚性弱,运动复杂,容易发生变形和抖动,是一个需要运动学和动力学相结合的课题。为了改善机器人的动态性能和提高运动精度,机器人控制系统必须建立动力学模型,进行动力学补偿。补偿的内容主要包括重力补偿、惯量补偿、摩擦补偿、耦合补偿等。
机器人机械本体由于加工误差和装配误差的原因,难以避免会和理论数学模型存在偏差,会降低机器人TCP精度和轨迹精度,如在焊接和离线编程使用时会受到严重影响。通过检测和算法标定补偿机器人的模型参数,可以较好地解决此问题。
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