极限环境服役机器人关键技术团队介绍机器人喷漆机器人应用场景

   发布日期:2022-06-19 14:01:18     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:229    评论:0    
核心提示:与人们所理解的模糊的“机器人”概念不同,行业内一般将机器人分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。工业机器人仍是市场的“主角”。有数据显示,我国机器人市场已进入高速增长期,其中,工业机器人市场连续6年成为全球第一大应用市场,约占全球市场的1/3。而随着我国人口结构调整以及劳动力成本上升,我国对工业机器人的需求还将保持较高增长,未来有望占到全球机器人市场的一半份额。

1、机器人应用场景不断丰富

与他们所理解的模糊的“机器人”概念不同,行业内通常将机器人分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。其中,工业机器人主要从事焊接、搬运、码垛、包装等,服务机器人则在教育、医疗、物流等领域提供服务,特种机器人的优势是能在应急救援等高危环境下工作。

论坛之后,由北京工业学校张明路专家带领的“极限环境服役机器人关键科技队伍”,向参会的同市场人士、学者展示了其最新研究成果——

一个机器人牢牢吸附在石化储罐的圆弧曲面外壁上,前进、后退、左转、右转,动作非常灵活。随后,机器人挥舞机械臂,喷射出高压水流,把储罐上一块破损的壁面清除得干干净净。

随着我国大型船舶不断下降、石化储罐的长期建设,船舶、储罐的喷丸、喷漆、检测等维护施工作业,对人身安全、低费用高强度的规定日趋严格。以往,国内在该领域内的立面维护作业均是运用人工建立脚手架的方法进行,不仅精度低、成本高,且对身体健康损害极大。

“经过近十年的科技攻关,我们对于远洋船只、化工储罐、风电塔筒等小型曲面外壁的防腐检测作业需求,通过采用不同种类机械臂或作业模块,已成功研制出系列除锈机器人、喷漆机器人及相关配套武器,实现了对各种工作表面的手动化抛光、检测、喷漆等作业,不仅弥补了中国防腐作业领域应用机器人的空白,技术也已超过国际先进水准。”张明路说。

例如除锈机器人,使用大容量高压水喷头,可大体积快速修复储罐锈蚀的表层,每小时清除30至35平方米,是人工工作强度的8倍到10倍;相比人工作业每小时喷涂面积仅400平方米,喷漆机器人每小时喷涂面积可达1000平方米,且定位准确、漆膜厚度均匀、喷涂质量高;而测试机器人如同“质检员”,可携带漆膜厚度与铝板厚度测量设备,检测储罐钢板厚度,保障施工质量。

另外,防腐作业机器人还带有磁力调节、变曲率壁面自适应、安全防爆和先进控制等核心科技。有了很多特种机器人,工作员工只需在手机屏幕前远程操作就能掌控现场状况,安全、环保又高效。

近年来,我国特种机器人发展迅速工业机器人 包装行业,前不久,中国电子学会就公布《2018中国机器人行业发展报告》称,当前特种机器人将要能够完成定位、导航、避障、跟踪、场景感知识别、行为分析等任务。

但让老百姓感受更深的,则是身边诸多服务机器人的“忙碌身影”。扫地机器人、早教机器人、跳舞机器人、康复机器人……虽然“长相”各异,但通过语音理解、视觉辨识等人工智能科技的嵌入,它们正显得愈发越“聪明”,应用场景也愈发越多元,已经变成现代人居家生活的“好玩伴”“好帮手”。

工业机器人仍是行业的“主角”。据《2018中国机器人行业发展报告》提供的数据显示,2018年世界机器人行业规模将达298.2亿港元,其中,工业机器人占比将近六成。专家表示,汽车生产、金属用品加工和电子是工业机器人特色的应用领域,近年来随着工业机器人科技和工艺日趋成熟,其应用正逐步向地板家电、五金厨卫、食品饮料等领域延伸。

2、机器人“智商”不断提高

“机器人科技涉及项目材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等各个方面。当前,机器人基础与前沿科技正在飞速发展,相关学科在互相交流中加快整合。”哈尔滨工业学校机器人研究所主任赵杰说。

领域内很多学者觉得,未来关于机器人科技的变革趋势,将主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构三个方面展开。

新松机器人手动化控股有限公司是中国机器人行业的知名公司,前不久,它启用的7自由度协作机器人得到关注。它具有更小、更轻、更灵活的构造,同时兼有牵引示教、视觉引导、碰撞测试等功能,让机器人在布局紧凑、精度要求高的制造线中工作作为可能。

在赵杰看来,机器人的应用领域已逐步由搬运、焊接、装配等操作型任务向加工型任务拓展,因此,人机协作正在变成工业机器人开发的重要方向之一。他觉得,人机协作可以将人的思维能力与机器人的强度结合在一起,从而使人无法更安全、简便地使用机器人。

眼下,人类已不再满足于机器人“呆头呆脑”地“服从命令听指挥”,其提供的服务能够让人“舒服”“满意”,正在变成新的考虑标准。

本届年会上,北京师大学校智能机器人研究所副教授段星光详细介绍了该医生疗机器人的最新研究进展。

“手术机器人可分为基于模式规划的主动型手术机器人、基于主从方式的被动型手术机器人,以及基于人机协同的半主动型手术机器人三个方向。”段星光说,“提高机器人效率将是手术机器人发展的重中之重。”

河北工业学校机械项目大学校长郭士杰长期从事高技术养老助残、无束缚健康状况监测方面研究,在柔性肌肤触觉传感器、护理机器人、预防受伤的柔性促进装置、无束缚睡眠呼吸检测系统等方面,已有多项研究在试验室作出成品。

“我们作出了应用柔性皮肤触觉传感器的RIBA系列护理机器人,它可以把人从桌子上抱到椅子、马桶上,而且跟人接触时,柔软的脸部让人觉得很暖和。预防摔倒的柔性促进装置是一种外骨骼机器人,外形像个帽子,老人穿上它,抬腿走路时会获得助力,还能避免摔倒。智能护理床,不仅能测出使用者的心率、呼吸等健康状态指标,还无法调整人的姿势,避免人打呼噜、生褥疮。”郭士杰说。

专家认为,机器人发展将会经历一个“智能+”的迭代过程,随着人工智能、大数据等科技与机器人的深度整合,机器人的“智商”会愈发越高,将真正推动由“机器”向“机器人”的重大转变。

3、发力核心零部件科技

偌大的空间里,上百台“机械右手”来回摇摆,错落有致地迅速工作着。这样的画面,在我国西部沿岸的诸多制造业聚集区到处可见。

有数据显示,我国机器人行业已处于高速下降期,其中,工业机器人行业连续6年作为中国第一大应用行业,约占世界市场的1/3。而随着我国人口结构调整以及劳动力成本上涨,我国对工业机器人的意愿还将维持较高下降,未来有望占到中国机器人行业的一半份额。

专家表示,机器人行业的上游是核心零部件、中游是机器人本体、下游是平台集成商,而中国企业则多数集中在下游环节。

“目前,我国的工业机器人三大核心零组件控制器、伺服马达、减速机是影响机器人行业的主要难题。”赵杰说。

专家介绍,控制器好像机器人的头脑,可以发布和释放动作指令,主要包含硬件和工具两个别:硬件就是工业控制板卡,包括一些主控单元、信号处理个别等电路,国产品牌尚未掌握;工具则主要是控制算法、二次开发等,国产品牌在稳定性、响应速度、易用性等方面也有差异。

伺服电机在机器人中用作执行单元,是制约机器人工作性能的主要原因。伺服电机主要分为步进、交流和直流,机器人市场应用最多的是交流伺服,约占65%伺服电机与控制器关联密切。这一领域竞争十分激烈,国产伺服系统自主配套能力正不断提高,但仍遭受很大挑战。

对此,专家建议,对机器人行业的支持,不应只关注机器人整机产品,还要加强对机器人核心零组件并且生产加工设施的研制与行业化支持力度。

“发展机器人行业不可贪大求全,一些地方政府或园区要加强引导,结合当地行业传统和市场需求,有对于性地深耕机器人行业,实现产业发展和行业需求的良性互动,而不是看哪个热就做哪些。”赵杰说。

随着我国机器人开发和行业发展迅速趋向理性,在此状况下,机器人行业市场将遭遇一个优胜劣汰的过程,一批拥有自主知识产权、有实力的技术企业优势将变得显著。通过进一步强化系统化的顶层设计,我国机器人生态产业链条将逐步完备。

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