工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用誤區(qū)解析

　　當(dāng)工業(yè)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(gòu)和使用工業(yè)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？工業(yè)機(jī)器人投資從幾萬到幾百萬元的都有，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，本文中列出了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用應(yīng)該避免的十大誤區(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工業(yè)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(gòu)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。

　　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。

　　誤區(qū)三：低估了電纜的管理問題

　　正如看起來那么簡(jiǎn)單，也可能因?yàn)榭雌饋磉^于簡(jiǎn)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)。

　　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(rùn)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(rùn)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)。

　　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)性是指工業(yè)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。

　　誤區(qū)六：挑選機(jī)器人系統(tǒng)只依賴于控制系統(tǒng)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(zhēng)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。

　　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。于仁頗黎：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(gòu)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。

　　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)。

　　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(zhēng)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(jiǎn)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(zhǎng)期使用，這些都是采用機(jī)器人技術(shù)強(qiáng)有力的原因。