機(jī)器人應(yīng)用應(yīng)該避免的十大誤區(qū)盤點(diǎn)

當(dāng)機(jī)器人技術(shù)在不斷改進(jìn)和發(fā)展時(shí)，越來越多的企業(yè)開始采購和使用機(jī)器人。如何才能知道要選擇哪個(gè)種類的機(jī)器人呢？如何避免我們可能并不了解的那些誤區(qū)，甚至是那些已經(jīng)在應(yīng)用上取得成功而并不適合自己的？機(jī)器人投資通常從幾萬到百萬美元，在第一時(shí)間作出正確的選擇并且避免常見的錯(cuò)誤是非常重要的，因?yàn)殄e(cuò)誤將導(dǎo)致不必要的開支或者任務(wù)的延期。為了幫助工程師和設(shè)計(jì)人員避免最嚴(yán)重的錯(cuò)誤，文中列出了機(jī)器人應(yīng)用避免的十大誤區(qū)。

誤區(qū)一：低估了有效負(fù)荷和慣性

機(jī)器人用戶在應(yīng)用中的誤區(qū)排在第一位的是低估了有效負(fù)荷和慣性需求。通常大多是因?yàn)樵谟?jì)算負(fù)荷時(shí)沒有包括機(jī)械臂末端所裝工具的重量造成的。其次造成這個(gè)錯(cuò)誤的原因是低估或者完全忽略了偏心負(fù)荷產(chǎn)生的慣性力。慣性力有可能造成機(jī)器人軸的超負(fù)荷。在SCARA機(jī)器人中，旋轉(zhuǎn)軸的超負(fù)荷是很常見的。不將這個(gè)問題糾正也會(huì)對(duì)機(jī)器人造成傷害。減少負(fù)荷或者減小速度參數(shù)可以對(duì)這種情況進(jìn)行彌補(bǔ)。但是，減小速度將會(huì)增加不必要的周期時(shí)間--作為投資回報(bào)減少一部分的周期在購買機(jī)器人方面是排在首位的。這也是為什么負(fù)荷相關(guān)因素從一開始就非常重要的原因。

有效負(fù)荷非常重要，一般機(jī)器人技術(shù)參數(shù)給出的一些信息，都有詳細(xì)的說明，額定負(fù)載是在額定速度的情況才是有效的，達(dá)到最大負(fù)載的其中一個(gè)重要條件就是要除低機(jī)器人運(yùn)行速度，另外過大負(fù)載也有可能破壞機(jī)器人的精度。

誤區(qū)二：試圖讓機(jī)器人做過多事情

有時(shí)，機(jī)器人能力和靈活性使得設(shè)計(jì)者要它承擔(dān)過多的工作以至于機(jī)器人單元太過于復(fù)雜。這種結(jié)果一旦產(chǎn)生就很難確定正確的周期時(shí)間，或者給解決方案帶來額外的困難，甚至由于處理器速度限制將產(chǎn)生大量的困難。而且一旦生產(chǎn)出現(xiàn)故障，這種錯(cuò)誤常常被放大。在生產(chǎn)中，非計(jì)劃的停產(chǎn)將會(huì)導(dǎo)致巨大的損失。

另外一種情況就是機(jī)器人和工作單元的使用超出了原始設(shè)計(jì)的能力要求。當(dāng)增加的工作是在仿真之后才增加的，這時(shí)很容易出現(xiàn)令人失望的情況。尤其是在推進(jìn)計(jì)劃之前沒有做新的仿真，那么規(guī)定的循環(huán)周期就有可能達(dá)不到。因此要保證機(jī)器人的一個(gè)循環(huán)周期在規(guī)定的時(shí)間以內(nèi)，那么超出機(jī)器人能力范圍的事情就得非常小心。

在使用機(jī)器人之前，一定要經(jīng)過模擬仿真，按照設(shè)計(jì)要求，確定機(jī)器人的應(yīng)用的行程負(fù)載，還有周期時(shí)間，如果增加機(jī)器人新的應(yīng)用，先進(jìn)行一定的驗(yàn)證后再進(jìn)入。

誤區(qū)三：低估了電纜的管理問題

正如看起來那么簡單，也可能因?yàn)榭雌饋磉^于簡單，所以電纜管理經(jīng)常超負(fù)荷。但是，優(yōu)化到機(jī)械臂末端所裝工具的電纜或外圍設(shè)備的路徑對(duì)于機(jī)器人設(shè)備的運(yùn)動(dòng)來說是非常重要的。缺少對(duì)潛在問題的估計(jì)將導(dǎo)致機(jī)器人為避免電纜糾纏和受壓而產(chǎn)生不必要的動(dòng)作。并且，如果不運(yùn)用動(dòng)態(tài)電纜或者減少電纜的壓力可能會(huì)導(dǎo)致電線的損壞和停機(jī)。

目前使用的機(jī)器人末端執(zhí)行器（end-effector），一般是氣體驅(qū)動(dòng)或電器驅(qū)動(dòng)的，無可避免的會(huì)有相應(yīng)的氣管或電纜連接。大部分的工業(yè)機(jī)器人的氣路和電器回路是走外面的，所以機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的時(shí)候要相當(dāng)?shù)男⌒?；也有一部?a href="http://wenjunhu.com/v/" target="_blank">工業(yè)機(jī)器人的氣路和電氣回路是內(nèi)置的，這時(shí)就非常的方便，只要考慮手臂與末端執(zhí)行器的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)線纜的管理就可以的。

誤區(qū)四：在選擇機(jī)器人系統(tǒng)之前應(yīng)考慮的問題

通過對(duì)每個(gè)應(yīng)用的考慮，當(dāng)系統(tǒng)安裝以后，你就可以確定各個(gè)方面的應(yīng)用是你需要的以及避免由于可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤而造成的嚴(yán)重超支。需要考慮的因素有：

Load（負(fù)載）--考慮有效負(fù)荷，方向和力矩；

Orientation（方向）--考慮移動(dòng)的平面，在移動(dòng)的平面中可能的障礙和潤滑以及維護(hù)中的各種影響

Speed（速度）--考慮速度、加速、減速以及它們產(chǎn)生的慣量；

Travel（移動(dòng)）--考慮移動(dòng)的距離、校正、加潤滑油間隔期和萬向球螺釘?shù)耐蝗灰苿?dòng)；

Environment（環(huán)境）--考慮環(huán)境溫度、清潔度和腐蝕劑的存在；

DutyCycle（負(fù)載循環(huán)）--考慮是否運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間比例和零件的熱效應(yīng)。

除這些之外，還有就是機(jī)器人的工作行程也是要考慮的問題之一。行程確定時(shí)，不能只按照機(jī)器人技術(shù)參數(shù)的行程來確定是否可以達(dá)到應(yīng)用的要求，應(yīng)該要實(shí)際考慮到末端執(zhí)行器安裝后，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡是否可能達(dá)到行程所需。這也是要進(jìn)行模擬仿真的關(guān)鍵原因之一。對(duì)于環(huán)境來說，不同的環(huán)境，會(huì)有專門定制的工業(yè)機(jī)器人，比如噴涂行業(yè)需要的是有防爆能力的工業(yè)機(jī)器人，這與標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人就有所不同，還有潔凈室的使用等等。還有機(jī)器人的可靠性與其故障率，消耗的電力等等都是在選用是必須要考慮的問題。

誤區(qū)五：對(duì)精確性和可重復(fù)性的誤解

一臺(tái)精確的機(jī)器是可以重復(fù)的，但一個(gè)可重復(fù)性的機(jī)器不一定具有精確性?？芍貜?fù)性是指機(jī)器人依照規(guī)定的工作路徑，在既定的位置之間精確往返來體現(xiàn)的。精確性是依照工作路徑精確地移動(dòng)到一個(gè)經(jīng)過計(jì)算的點(diǎn)來體現(xiàn)的。搬運(yùn)動(dòng)作中機(jī)器人通過計(jì)算移動(dòng)到一些既定點(diǎn)的位置，運(yùn)用的是機(jī)器人的精確性能。精確性與機(jī)械耐受度以及機(jī)器人手臂的精確度有直接的關(guān)系。

精確性與機(jī)械手臂的機(jī)械精度有著極大的關(guān)系，精度越高，才能保證有精確的高速度，機(jī)器人減速器是保證機(jī)器人精度的一個(gè)重要的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。一般的工業(yè)機(jī)器人都是選用ＲＶ類型的標(biāo)準(zhǔn)減速器，如果需要應(yīng)用于一些精度制造方面的應(yīng)用，可以考慮選用機(jī)器人始祖staubliunimation的工業(yè)機(jī)器人。

誤區(qū)六：挑選機(jī)器人系統(tǒng)只依賴于控制系統(tǒng)的優(yōu)劣

大多數(shù)機(jī)器人制造商考慮更多的可能是機(jī)器人的控制器而不是機(jī)械性能。但是如果一旦配置了機(jī)器人，正常運(yùn)行時(shí)間就主要依賴于機(jī)械的耐用性。產(chǎn)品喪失生產(chǎn)能力很可能不是由于控制器和電子設(shè)備差造成的，而是由于機(jī)械性能不好造成的。通常選擇一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)是基于使用者對(duì)控制器和軟件的精通。如果在這方面機(jī)器人同時(shí)又有很出色的機(jī)械性能，那么這將是一個(gè)非常具有競(jìng)爭力的優(yōu)勢(shì)。相反，如果機(jī)器人在安裝以后需要不斷地進(jìn)行維修，那么精通控制所帶來省時(shí)優(yōu)勢(shì)將很快被消耗掉。

機(jī)械部分是首先保證工業(yè)機(jī)器人性能的關(guān)鍵，精度，速度和耐用度，都于機(jī)械部分有著及大的關(guān)系。機(jī)器人的機(jī)構(gòu)組成比較簡單，一般就是馬達(dá)與減速器，如果選用的機(jī)器人經(jīng)常需要維修減速器部分，或其他機(jī)械結(jié)構(gòu)，那是非常麻煩的。

誤區(qū)七：沒有正確的機(jī)器人知識(shí)

機(jī)器人的制造商和系統(tǒng)集成商設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人單元通常都只是為一種應(yīng)用，但是如果用戶沒有正確的機(jī)器人方面的知識(shí)，就有可能會(huì)面臨失敗。任何生產(chǎn)設(shè)備的使用時(shí)間是和用戶如何使用、維護(hù)設(shè)備緊密關(guān)聯(lián)的。一些第一次使用機(jī)器人的用戶拒絕培訓(xùn)并不少見。機(jī)器人保持正常工作至關(guān)重要的條件是充分了解機(jī)器人的能力并在工作范圍內(nèi)最佳使用。

工業(yè)機(jī)器人是很特殊的設(shè)備，其操作復(fù)雜程度絲毫不亞于一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。同樣的，使用機(jī)器人的必須要熟悉基本的工業(yè)機(jī)器人的安全操作知識(shí)，否則對(duì)設(shè)備對(duì)人都是非常不安全的。使用機(jī)器人的操作員，一定要由系統(tǒng)制造商進(jìn)行系統(tǒng)的安全操作培訓(xùn)后，才允許實(shí)際操作。

誤區(qū)八：忽視了機(jī)器人應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備

示教器、通訊電纜以及一些特殊的軟件通常都是必須的，但是在最初的訂購中很容易被遺忘。這些將導(dǎo)致整個(gè)計(jì)劃的耽擱甚至費(fèi)用超過預(yù)算。要正確地挑選機(jī)器人產(chǎn)品時(shí)，首先要考慮自己綜合需求以及滿足設(shè)備選擇的各個(gè)方面。有種很常見的情況就是，顧客有時(shí)為了省錢而沒有將一些關(guān)鍵設(shè)備和機(jī)器人整合在一起。

在進(jìn)行項(xiàng)目的開始階段，必須要明白項(xiàng)目所需要配置的相關(guān)設(shè)備，軟件等一系列內(nèi)容。采購過程中，要時(shí)刻按照項(xiàng)目的應(yīng)用來考慮訂購的相關(guān)產(chǎn)品。

誤區(qū)九：過高或過低估量機(jī)器人控制系統(tǒng)能力

過低地估計(jì)機(jī)器人控制系統(tǒng)能力將會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)重復(fù)投資和不必要的浪費(fèi)。在安全電路上采用雙重備份非常的普遍。而過高的估計(jì)控制系統(tǒng)能力將會(huì)產(chǎn)生額外設(shè)備成本、返工以及誤工費(fèi)用等嘗試控制太多的I/O端口和增加伺服系統(tǒng)是一個(gè)常見的誤區(qū)。

安全控制是一個(gè)非常重要的問題，在考慮安全的同時(shí)，也要盡量的優(yōu)化應(yīng)用的安全邏輯信號(hào)，程序中的重復(fù)是不必要的。

誤區(qū)十：根本就沒有考慮到運(yùn)用機(jī)器人技術(shù)

受到投資規(guī)模的限制，缺乏對(duì)機(jī)器人技術(shù)的了解的人和過去在采用機(jī)器人方面有失敗的嘗試是很多人遠(yuǎn)離機(jī)器人技術(shù)的理由。但是為了提高生產(chǎn)率和在市場(chǎng)的最終競(jìng)爭中獲勝，非常重要的是擺脫這方面的誤機(jī)器人技術(shù)雖然不能單獨(dú)提高生產(chǎn)率，但是在很多情況下它能幫助提高整體生產(chǎn)效率。市場(chǎng)反應(yīng)時(shí)間、增加的生產(chǎn)效率、簡單的操作、靈活性、可重復(fù)使用、可靠性、精密度、控制能力以及能夠長期使用，這些都是采用機(jī)器人技術(shù)強(qiáng)有力的原因。

應(yīng)用機(jī)器人是一個(gè)長遠(yuǎn)的投資，方便管理，同時(shí)也可以保證產(chǎn)品的良品率，提高生產(chǎn)率，并且完全自動(dòng)化應(yīng)用的工廠，自然也給客戶一個(gè)穩(wěn)定的支柱。