1、产品概述
传统工业机器人服务于品种单一,批量大,周期性强,生产节奏快的重负荷大规模工业品生产。工业机器人在流水线上主要完成焊接、喷涂、码垛等作业任务,在生产中工业机器人与工人是物理隔离的,机器人使用人员通过编程和示教来改变机器人工作模式。生产线一旦调试完成之后就进入快节奏的自动化生产过程。传统工业机器人的特性使得它们服务的主要对象是大型制造企业。然而,全球制造业中,中小企业有600多万家,提供了接近70%的制造能力,但他们大多被排斥在传统工业机器人的服务对象之外。
与人共融轻型协作机器人,作为一种灵活、可快速完成编程、本质安全的轻型机器人出现,非常适应于个性化、定制化、中小批量、任务切换频繁的小型生产线,或人机混线的半自动生产线,是柔性化生产的企业首选机器人类型。应用成本仅仅在于机器人本体的成本,无需大规模系统集成。精密装配、检测、产品包装、机床上下料、抛光打磨、医疗行业均可使用。在3C电子制造装配、家电等行业应用引起了广泛关注和极大的热情,适逢中国制造业的转型关口,本产品有非常广阔的市场前景。
2、技术先进性
(1)关键核心部件全部自主化研发。自主设计的伺服电机驱动控制算法、自主设计研发无框力矩电机、一体化关节模组紧凑简洁。优化模块化机器人关节结构,包含直流无框电机,伺服驱动器、谐波减速器基础部件,实现高功率密度比模块化关节,轻量化、易搬运、易安装。
(2)高可靠与人共融安全防护。提出一种强噪声密集杂波背景下微弱碰撞特征信号的提取方法。利用调制随机共振技术获得微弱电流信号的特征频率,在频域上采用D-J阈值收缩方法对所测得的电流信号进行噪声估计,从中分离出有用信号,并根据随机共振原理对该有用信号进行幅值估计,从而识别出碰撞的信号和碰撞的过程。
(3)突破各运动状态下的共振与抖动问题。提出一种强噪声密集杂波背景下微弱碰撞特征信号的提取方法。利用调制随机共振技术获得微弱电流信号的特征频率,在频域上采用D-J阈值收缩方法对所测得的电流信号进行噪声估计,从中分离出有用信号,并根据随机共振原理对该有用信号进行幅值估计,从而识别出碰撞的信号和碰撞的过程。
(4)在碰撞检测方面提出危险评价理论。提出在提取碰撞特征信号的同时进行碰撞模式识别并对碰撞危险进行评价的碰撞检测新理论。根据各关节电机工作状态和检测到的各关节碰撞特征信息,判别碰撞发生的类型、级别和程度,作出危险的评价,依靠独特的硬件和算法支撑,运用电磁、机械多种方法使各关节迅速制动和响应,使碰撞危险指数以最优路径下降,最大程度避免碰撞伤害。
(5)实现人与机器人之间的友好交互。基于微牵引力与跟随的配合机理,总结人手臂对意图的反应规律,建立手臂力和意图轨迹之间的动力学模型,设计RBFNN控制算法,实现机器人对操作者意图的准确理解,完成机器人高度跟随操作者意图,实现两个复杂刚柔系统之间达到力与位置的一致,实现人机混合作业。
基于电流检测的高灵敏度力矩测量技术可简化关节部件,去除传统的机械力矩传感器,增加关节强度,降低关节重量和成本。机器人轨迹规划算法,机器人动力学算法,共融机器人控制算法。结合业界领先的在线编程技术,控制机器人处于柔顺状态,拖拽机器人工具端,完成工作路径示教编程,示教结束后,机器人自动复现示教轨迹。实现易示教、易编程的机器人应用体验。对机器人的关键核心部件的自主研发覆盖达到90%;在成本控制和应用扩展方面具有相当的优势和灵活性。IIMT05机型轻型协作机器人6个旋转关节,有效负载分为3kg、5kg及10kg三个型号,形成了不同应用场景下的产品系列。臂展有效工作半径900mm,关节最大180度/秒,工具端最大速度1.5米/秒,自重<20KG,重复定位精度±0.05毫米。可检测最小碰撞力50N。机器人本体运行典型的程序功耗约为 300W 。包含4个数字输入、4个数字输出,2个模拟输入,2个模拟输出。
典型的机器人应用工艺,包括上下料,码垛、喷涂、与视觉相机配合使用完成乱序工件分拣等。