1. Původ průmyslových robotů Vynález průmyslových robotů lze vysledovat až do roku 1954, kdy George Devol požádal o patent na převod programovatelných součástí. Po partnerství s Josephem Engelbergerem byla založena první robotická společnost na světě Unimation a první robot byl uveden do provozu na výrobní lince General Motors v roce 1961, především pro vytahování dílů z tlakového licího stroje. Většina hydraulicky poháněných univerzálních manipulátorů (Unimates) byla prodána v následujících letech, používaných pro manipulaci s díly karoserie a bodové svařování. Obě aplikace byly úspěšné, což naznačuje, že roboti mohou pracovat spolehlivě a zaručit standardizovanou kvalitu. Brzy začalo mnoho dalších společností vyvíjet a vyrábět průmyslové roboty. Zrodil se průmysl poháněný inovacemi. Trvalo však mnoho let, než se toto odvětví stalo skutečně ziskovým.
2. Stanfordské rameno: Velký průlom v robotice Přelomové „Stanfordské rameno“ navrhl Victor Scheinman v roce 1969 jako prototyp výzkumného projektu. Byl studentem inženýrství na katedře strojního inženýrství a pracoval ve Stanford Artificial Intelligence Laboratory. „Stanfordské rameno“ má 6 stupňů volnosti a plně elektrifikovaný manipulátor je řízen standardním počítačem, digitálním zařízením s názvem PDP-6. Tato neantropomorfní kinematická struktura má hranol a pět otočných kloubů, což usnadňuje řešení kinematických rovnic robota, čímž se urychluje výpočetní výkon. Hnací modul se skládá ze stejnosměrného motoru, harmonického pohonu a reduktoru s čelním ozubením, potenciometru a otáčkoměru pro zpětnou vazbu polohy a rychlosti. Následná konstrukce robota byla hluboce ovlivněna Scheinmanovými nápady
3. Zrod plně elektrifikovaného průmyslového robota V roce 1973 uvedla společnost ASEA (nyní ABB) na svět první mikropočítačem řízený, plně elektrifikovaný průmyslový robot IRB-6. Může provádět nepřetržitý pohyb po dráze, což je předpokladem pro obloukové svařování a zpracování. Uvádí se, že tato konstrukce se ukázala jako velmi robustní a robot má životnost až 20 let. V 70. letech se roboti rychle rozšířili do automobilového průmyslu, hlavně pro svařování a nakládání a vykládání.
4. Revoluční design robotů SCARA V roce 1978 Hiroshi Makino na univerzitě v Yamanashi v Japonsku vyvinul selektivně vyhovující montážní robot (SCARA). Tento přelomový čtyřosý nízkonákladový design byl dokonale přizpůsoben potřebám montáže malých dílů, protože kinematická struktura umožňovala rychlé a poddajné pohyby ramen. Flexibilní montážní systémy založené na robotech SCARA s dobrou kompatibilitou designu produktu výrazně podpořily vývoj velkoobjemových elektronických a spotřebních produktů po celém světě.
5. Vývoj lehkých a paralelních robotů Požadavky na rychlost a hmotnost robotů vedly k novým kinematickým a převodovým konstrukcím. Od počátku bylo hlavním výzkumným cílem snížení hmotnosti a setrvačnosti struktury robota. Hmotnostní poměr 1:1 k lidské ruce byl považován za konečný standard. V roce 2006 tohoto cíle dosáhl lehký robot od KUKA. Jedná se o kompaktní robotické rameno se sedmi stupni volnosti s pokročilými možnostmi řízení síly. Od 80. let 20. století byl zkoumán a sledován další způsob, jak dosáhnout cíle nízké hmotnosti a tuhé konstrukce, a to vývoj paralelních obráběcích strojů. Tyto stroje připojují své koncové efektory k základnímu modulu stroje pomocí 3 až 6 paralelních držáků. Tyto takzvané paralelní roboty jsou velmi vhodné pro vysokou rychlost (například pro uchopení), vysokou přesnost (například pro zpracování) nebo manipulaci s vysokými náklady. Jejich pracovní prostor je však menší než u podobných sériových robotů nebo robotů s otevřenou smyčkou.
6. Kartézské roboty a dvouruční roboty V současné době jsou kartézské roboty stále ideálně vhodné pro aplikace, které vyžadují široké pracovní prostředí. Kromě tradičního designu využívajícího trojrozměrné ortogonální translační osy navrhl Gudel v roce 1998 konstrukci rámu se zářezem. Tato koncepce umožňuje, aby jedno nebo více robotických ramen sledovalo a cirkulovalo v uzavřeném přenosovém systému. Tímto způsobem lze zlepšit pracovní prostor robota s vysokou rychlostí a přesností. To může být zvláště cenné v logistice a strojní výrobě. Jemné ovládání oběma rukama je rozhodující pro složité montážní úkoly, souběžné zpracování operací a nakládání velkých předmětů. První komerčně dostupný synchronní obouruční robot představil Motoman v roce 2005. Jako obouruční robot, který napodobuje dosah a obratnost lidské paže, jej lze umístit do prostoru, kde dříve pracovali pracovníci. Proto lze snížit kapitálové náklady. Obsahuje 13 os pohybu: 6 v každé ruce a jednu osu pro základní rotaci.
7. Mobilní roboty (AGV) a flexibilní výrobní systémy Současně se objevila průmyslová robotická automaticky řízená vozidla (AGV). Tyto mobilní roboty se mohou pohybovat po pracovním prostoru nebo mohou být použity pro nakládání zařízení z bodu do bodu. V konceptu automatizovaných flexibilních výrobních systémů (FMS) se AGV staly důležitou součástí flexibility cesty. Původně se AGV spoléhaly na předem připravené platformy, jako jsou vestavěné dráty nebo magnety, pro navigaci pohybu. Mezitím se AGV s volnou navigací používají ve velkovýrobě a logistice. Jejich navigace je obvykle založena na laserových skenerech, které poskytují přesnou 2D mapu aktuálního skutečného prostředí pro autonomní určování polohy a vyhýbání se překážkám. Od počátku se uvažovalo o kombinaci AGV a ramen robota, která by mohla automaticky nakládat a vykládat obráběcí stroje. Ale ve skutečnosti mají tato robotická ramena ekonomické a nákladové výhody pouze v určitých specifických příležitostech, jako jsou nakládací a vykládací zařízení v polovodičovém průmyslu.
8. Sedm hlavních vývojových trendů průmyslových robotů Od roku 2007 lze vývoj průmyslových robotů charakterizovat následujícími hlavními trendy: 1. Snížení nákladů a zlepšení výkonu – Průměrná jednotková cena robotů klesla na 1/3 původní ceny ekvivalentních robotů v roce 1990, což znamená, že automatizace je stále levnější a levnější.- Současně mají roboty (takové výkonové parametry jako rychlost MTB) průměrnou dobu mezi poruchami, výkonové parametry robotů. se výrazně zlepšila. 2. Integrace PC technologie a IT komponent – Technologie osobních počítačů (PC), software pro spotřebitele a hotové komponenty, které přináší IT průmysl, účinně zlepšily nákladovou efektivitu robotů.- Nyní většina výrobců integruje procesory založené na PC, stejně jako programování, komunikaci a simulaci do řídicího systému a využívá vysoce výnosný IT trh k jeho udržení. 3. Kolaborativní řízení více robotů – Prostřednictvím ovladače lze naprogramovat a koordinovat a synchronizovat více robotů v reálném čase, což umožňuje robotům přesně spolupracovat v jediném pracovním prostoru. 4. Široké použití systémů vidění – Systémy vidění pro rozpoznávání objektů, polohování a kontrolu kvality se stále více stávají součástí řídicích jednotek robotů.5. Síť a dálkové ovládání – Roboty jsou připojeny k síti přes fieldbus nebo Ethernet pro lepší ovládání, konfiguraci a údržbu.6. Nové obchodní modely – Nové finanční plány umožňují koncovým uživatelům pronajmout si roboty nebo nechat profesionální společnost či dokonce poskytovatele robotů provozovat robotickou jednotku, což může snížit investiční rizika a ušetřit peníze.7. Popularizace školení a vzdělávání – Školení a učení se staly důležitými službami pro větší počet koncových uživatelů, kteří chtějí rozpoznat robotiku. – Profesionální multimediální materiály a kurzy jsou navrženy tak, aby vzdělávaly inženýry a pracovníky, aby mohli efektivně plánovat, programovat, provozovat a udržovat robotické jednotky.
、
Čas odeslání: 15. dubna 2025
