機器人應用十大誤區解析 _知識百科

當機器人技術在不斷改進和發展時，越來越多的企業開始采購和使用機器人。如何才能知道要選擇哪個種類的機器人呢？如何避免我們可能并不了解的那些誤區，甚至是那些已經在應用上取得成功而并不適合自己的？機器人投資通常從幾萬到百萬美元，在第一時間作出正確的選擇并且避免常見的錯誤是非常重要的，因為錯誤將導致不必要的開支或者任務的延期。為了幫助工程師和設計人員避免最嚴重的錯誤，文中列出了機器人應用避免的十大誤區。
誤區一：低估了有效負荷和慣性
機器人用戶在應用中的誤區排在第一位的是低估了有效負荷和慣性需求。通常大多是因為在計算負荷時沒有包括機械臂末端所裝工具的重量造成的。其次造成這個錯誤的原因是低估或者完全忽略了偏心負荷產生的慣性力。慣性力有可能造成機器人軸的超負荷。在SCARA機器人中，旋轉軸的超負荷是很常見的。不將這個問題糾正也會對機器人造成傷害.減少負荷或者減小速度參數可以對這種情況進行彌補。但是，減小速度將會增加不必要的周期時間--作為投資回報減少一部分的周期在購買機器人方面是排在首位的。這也是為什么負荷相關因素從一開始就非常重要的原因。
有效負荷非常重要，一般機器人技術參數給出的一些信息，都有詳細的說明，額定負載是在額定速度的情況才是有效的，達到最大負載的其中一個重要條件就是要除低機器人運行速度，另外過大負載也有可能破壞機器人的精度。
誤區二：試圖讓機器人做過多事情
有時，機器人能力和靈活性使得設計者要它承擔過多的工作以至于機器人單元太過于復雜。這種結果一旦產生就很難確定正確的周期時間，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生大量的困難。而且一旦生產出現故障，這種錯誤常常被放大。在生產中，非計劃的停產將會導致巨大的損失。
另外一種情況就是機器人和工作單元的使用超出了原始設計的能力要求。當增加的工作是在仿真之后才增加的，這時很容易出現令人失望的情況。尤其是在推進計劃之前沒有做新的仿真，那么規定的循環周期就有可能達不到。因此要保證機器人的一個循環周期在規定的時間以內，那么超出機器人能力范圍的事情就得非常小心。
在使用機器人之前，一定要經過模擬仿真，按照設計要求，確定機器人的應用的行程負載，還有周期時間，如果增加機器人新的應用，先進行一定的驗證后再進入。
誤區三：低估了電纜的管理問題
正如看起來那么簡單，也可能因為看起來過于簡單，所以電纜管理經常超負荷。但是，優化到機械臂末端所裝工具的電纜或外圍設備的路徑對于機器人設備的運動來說是非常重要的。缺少對潛在問題的估計將導致機器人為避免電纜糾纏和受壓而產生不必要的動作。并且，如果不運用動態電纜或者減少電纜的壓力可能會導致電線的損壞和停機。
目前使用的機器人末端執行器(end-effector) ，一般是氣體驅動或電器驅動的，無可避免的會有相應的氣管或電纜連接。大部分的工業機器人的氣路和電器回路是走外面的，所以機器人運動控制的時候要相當的小心；也有一部的工業機器人的氣路和電氣回路是內置的，這時就非常的方便，只要考慮手臂與末端執行器的相對運動時線纜的管理就可以的。
誤區四：在選擇機器人系統之前應考慮的問題
通過對每個應用的考慮，當系統安裝以后，你就可以確定各個方面的應用是你需要的以及避免由于可能出現的錯誤而造成的嚴重超支。需要考慮的因素有：
Load（負載）--考慮有效負荷，方向和力矩；
Orientation（方向）--考慮移動的平面，在移動的平面中可能的障礙和潤滑以及維護中的各種影響
Speed（速度）--考慮速度、加速、減速以及它們產生的慣量；
Travel（移動）--考慮移動的距離、校正、加潤滑油間隔期和萬向球螺釘的突然移動；
Environment（環境）--考慮環境溫度、清潔度和腐蝕劑的存在；
DutyCycle（負載循環）--考慮是否運轉的時間比例和零件的熱效應。
除這些之外，還有就是機器人的工作行程也是要考慮的問題之一。行程確定時，不能只按照機器人技術參數的行程來確定是否可以達到應用的要求，應該要實際考慮到末端執行器安裝后，機器人的運動軌跡是否可能達到行程所需。這也是要進行模擬仿真的關鍵原因之一。對于環境來說，不同的環境，會有專門定制的工業機器人，比如噴涂行業需要的是有防爆能力的工業機器人，這與標準的機器人就有所不同，還有潔凈室的使用等等。還有機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。
誤區五：對精確性和可重復性的誤解
一臺精確的機器是可以重復的，但一個可重復性的機器不一定具有精確性。可重復性是指機器人依照規定的工作路徑，在既定的位置之間精確往返來體現的。精確性是依照工作路徑精確地移動到一個經過計算的點來體現的。搬運動作中機器人通過計算移動到一些既定點的位置，運用的是機器人的精確性能。精確性與機械耐受度以及機器人手臂的精確度有直接的關系。
精確性與機械手臂的機械精度有著極大的關系，精度越高，才能保證有精確的高速度，機器人減速器是保證機器人精度的一個重要的關鍵結構。一般的工業機器人都是選用ＲＶ類型的標準減速器，如果需要應用于一些精度制造方面的應用，可以考慮選用機器人始祖staubliunimation的工業機器人。
誤區六：挑選機器人系統只依賴于控制系統的優劣
大多數機器人制造商考慮更多的可能是機器人的控制器而不是機械性能。但是如果一旦配置了機器人，正常運行時間就主要依賴于機械的耐用性。產品喪失生產能力很可能不是由于控制器和電子設備差造成的，而是由于機械性能不好造成的。通常選擇一個機器人系統是基于使用者對控制器和軟件的精通。如果在這方面機器人同時又有很出色的機械性能，那么這將是一個非常具有競爭力的優勢。相反，如果機器人在安裝以后需要不斷地進行維修，那么精通控制所帶來省時優勢將很快被消耗掉。
機械部分是首先保證工業機器人性能的關鍵，精度，速度和耐用度，都于機械部分有著及大的關系。機器人的機構組成比較簡單，一般就是馬達與減速器，如果選用的機器人經常需要維修減速器部分，或其他機械結構，那是非常麻煩的。
誤區七：沒有正確的機器人知識
機器人的制造商和系統集成商設計一個機器人單元通常都只是為一種應用，但是如果用戶沒有正確的機器人方面的知識，就有可能會面臨失敗。任何生產設備的使用時間是和用戶如何使用、維護設備緊密關聯的。一些第一次使用機器人的用戶拒絕培訓并不少見。機器人保持正常工作至關重要的條件是充分了解機器人的能力并在工作范圍內最佳使用。
工業機器人是很特殊的設備，其操作復雜程度絲毫不亞于一臺數控機床。同樣的，使用機器人的必須要熟悉基本的工業機器人的安全操作知識，否則對設備對人都是非常不安全的。使用機器人的操作員，一定要由系統制造商進行系統的安全操作培訓后，才允許實際操作。
誤區八：忽視了機器人應用的相關設備
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。這些將導致整個計劃的耽擱甚至費用超過預算。要正確地挑選機器人產品時，首先要考慮自己綜合需求以及滿足設備選擇的各個方面。有種很常見的情況就是，顧客有時為了省錢而沒有將一些關鍵設備和機器人整合在一起。
在進行項目的開始階段，必須要明白項目所需要配置的相關設備，軟件等一系列內容。采購過程中，要時刻按照項目的應用來考慮訂購的相關產品。
誤區九：過高或過低估量機器人控制系統能力
過低地估計機器人控制系統能力將會產生系統重復投資和不必要的浪費。在安全電路上采用雙重備份非常的普遍。而過高的估計控制系統能力將會產生額外設備成本、返工以及誤工費用等嘗試控制太多的I/O端口和增加伺服系統是一個常見的誤區。
安全控制是一個非常重要的問題，在考慮安全的同時，也要盡量的優化應用的安全邏輯信號，程序中的重復是不必要的。
誤區十：根本就沒有考慮到運用機器人技術
受到投資規模的限制，缺乏對機器人技術的了解的人和過去在采用機器人方面有失敗的嘗試是很多人遠離機器人技術的理由。但是為了提高生產率和在市場的最終競爭中獲勝，非常重要的是擺脫這方面的誤機器人技術雖然不能單獨提高生產率，但是在很多情況下它能幫助提高整體生產效率.市場反應時間、增加的生產效率、簡單的操作、靈活性、可重復使用、可靠性、精密度、控制能力以及能夠長期使用，這些都是采用機器人技術強有力的原因。
應用機器人是一個長遠的投資，方便管理，同時也可以保證產品的良品率，提高生產率，并且完全自動化應用的工廠，自然也給客戶一個穩定的支柱。