1. L'origen dels robots industrials La invenció dels robots industrials es remunta a l'any 1954, quan George Devol va sol·licitar una patent sobre la conversió de peces programables. Després de col·laborar amb Joseph Engelberger, es va establir la primera empresa de robots del món, Unimation, i el primer robot es va posar en ús a la línia de producció de General Motors el 1961, principalment per treure peces d'una màquina de fosa a pressió. La majoria de manipuladors universals d'accionament hidràulic (Unimates) es van vendre els anys següents, utilitzats per a la manipulació de parts del cos i la soldadura per punts. Ambdues aplicacions van tenir èxit, cosa que indica que els robots poden funcionar de manera fiable i garantir una qualitat estandarditzada. Aviat, moltes altres empreses van començar a desenvolupar i fabricar robots industrials. Va néixer una indústria impulsada per la innovació. No obstant això, van passar molts anys perquè aquesta indústria fos realment rendible.
2. Stanford Arm: un gran avenç en robòtica El innovador “Stanford Arm” va ser dissenyat per Victor Scheinman l'any 1969 com a prototip d'un projecte de recerca. Va ser estudiant d'enginyeria al Departament d'Enginyeria Mecànica i va treballar al Laboratori d'Intel·ligència Artificial de Stanford. El "Stanford Arm" té 6 graus de llibertat i el manipulador totalment electrificat està controlat per un ordinador estàndard, un dispositiu digital anomenat PDP-6. Aquesta estructura cinemàtica no antropomòrfica té un prisma i cinc articulacions revolutives, cosa que facilita la resolució de les equacions cinemàtiques del robot, accelerant així la potència de càlcul. El mòdul d'accionament consta d'un motor de corrent continu, un accionament harmònic i un reductor d'engranatge recte, un potenciòmetre i un tacòmetre per a la retroalimentació de la posició i la velocitat. El disseny posterior del robot va estar profundament influenciat per les idees de Scheinman.
3. El naixement del robot industrial totalment electrificat L'any 1973, ASEA (ara ABB) va llançar el primer robot industrial del món controlat per microordinadors i totalment electrificat IRB-6. Pot realitzar un moviment de trajecte continu, que és un requisit previ per a la soldadura i el processament d'arc. S'informa que aquest disseny ha demostrat ser molt robust i que el robot té una vida útil de fins a 20 anys. A la dècada de 1970, els robots es van estendre ràpidament a la indústria de l'automòbil, principalment per a la soldadura i la càrrega i descàrrega.
4. Disseny revolucionari de robots SCARA L'any 1978, Hiroshi Makino va desenvolupar un robot d'assemblatge selectivament compatible (SCARA) a la Universitat de Yamanashi, Japó. Aquest disseny emblemàtic de baix cost de quatre eixos es va adaptar perfectament a les necessitats del muntatge de peces petites, ja que l'estructura cinemàtica permetia moviments de braços ràpids i compatibles. Els sistemes de muntatge flexibles basats en robots SCARA amb una bona compatibilitat amb el disseny del producte han promogut molt el desenvolupament de productes electrònics i de consum de gran volum a tot el món.
5. Desenvolupament de robots lleugers i paral·lels Els requisits de velocitat i massa del robot han donat lloc a nous dissenys cinemàtics i de transmissió. Des dels primers dies, reduir la massa i la inèrcia de l'estructura del robot va ser un objectiu important de la investigació. Una relació de pes d'1:1 a la mà humana es va considerar la referència definitiva. L'any 2006, aquest objectiu es va aconseguir amb un robot lleuger de KUKA. És un braç robot compacte de set graus de llibertat amb capacitats avançades de control de força. Una altra manera d'aconseguir l'objectiu de pes lleuger i estructura rígida s'ha explorat i perseguit des de la dècada de 1980, és a dir, el desenvolupament de màquines-eina paral·leles. Aquestes màquines connecten els seus efectes finals al mòdul base de la màquina mitjançant 3 a 6 suports paral·lels. Aquests robots anomenats paral·lels són molt adequats per a alta velocitat (com per agafar), alta precisió (com per processar) o per a la manipulació de càrregues elevades. Tanmateix, el seu espai de treball és més petit que el de robots similars en sèrie o de bucle obert.
6. Robots cartesians i robots de dues mans Actualment, els robots cartesians encara són ideals per a aplicacions que requereixen un entorn de treball ampli. A més del disseny tradicional que utilitzava eixos de translació ortogonals tridimensionals, Gudel va proposar una estructura de bastidor de canó amb osques l'any 1998. Aquest concepte permet que un o més braços de robot segueixin i circulin en un sistema de transferència tancat. D'aquesta manera, l'espai de treball del robot es pot millorar amb gran velocitat i precisió. Això pot ser especialment valuós en la logística i la fabricació de màquines. La delicada operació de les dues mans és crucial per a tasques complexes de muntatge, processament d'operacions simultànies i càrrega d'objectes grans. El primer robot síncron de dues mans disponible comercialment va ser introduït per Motoman l'any 2005. Com a robot de dues mans que imita l'abast i la destresa d'un braç humà, es pot col·locar en un espai on treballaven anteriorment els treballadors. Per tant, els costos de capital es poden reduir. Disposa de 13 eixos de moviment: 6 a cada mà, més un únic eix per a la rotació bàsica.
7. Robots mòbils (AGV) i sistemes de fabricació flexibles Paral·lelament, van sorgir els vehicles guiats automàtics (AGV) de robòtica industrial. Aquests robots mòbils es poden moure per un espai de treball o utilitzar-se per carregar equips punt a punt. En el concepte de sistemes automatitzats de fabricació flexible (FMS), els AGV s'han convertit en una part important de la flexibilitat de la ruta. Originalment, els AGV confiaven en plataformes preparades prèviament, com ara cables o imants incrustats, per a la navegació en moviment. Mentrestant, els AGV de navegació lliure s'utilitzen en la fabricació i la logística a gran escala. Normalment, la seva navegació es basa en escàners làser, que proporcionen un mapa 2D precís de l'entorn real actual per al posicionament autònom i evitar obstacles. Des del principi, es va considerar que la combinació d'AGV i braços robotitzats era capaç de carregar i descarregar automàticament màquines-eina. Però de fet, aquests braços robòtics només tenen avantatges econòmics i de cost en determinades ocasions específiques, com ara dispositius de càrrega i descàrrega en la indústria dels semiconductors.
8. Set grans tendències de desenvolupament dels robots industrials A partir de l'any 2007, l'evolució dels robots industrials pot estar marcada per les següents tendències principals: 1. Reducció de costos i millora del rendiment – El preu unitari mitjà dels robots ha baixat a 1/3 del preu original dels robots equivalents l'any 1990, la qual cosa significa que l'automatització s'està tornant més barata i més barata al mateix temps que el rendiment dels robots. capacitat, temps mitjà entre falles MTBF) s'han millorat significativament. 2. Integració de la tecnologia d'ordinadors i components informàtics: la tecnologia d'ordinadors personals (PC), el programari de consum i els components preparats aportats per la indústria informàtica han millorat efectivament la rendibilitat dels robots.- Ara, la majoria de fabricants integren processadors basats en PC, així com programació, comunicació i simulació al controlador, i utilitzen el mercat informàtic d'alt rendiment per mantenir-lo. 3. Control col·laboratiu de múltiples robots: es poden programar, coordinar i sincronitzar diversos robots en temps real mitjançant un controlador, que permet que els robots treballin junts amb precisió en un únic espai de treball. 4. Ús generalitzat dels sistemes de visió – Els sistemes de visió per al reconeixement d'objectes, el posicionament i el control de qualitat s'estan formant cada cop més part dels controladors de robots.5. Xarxa i control remot: els robots es connecten a la xarxa mitjançant bus de camp o Ethernet per a un millor control, configuració i manteniment.6. Nous models de negoci: els nous plans financers permeten als usuaris finals llogar robots o fer que una empresa professional o fins i tot un proveïdor de robots faci funcionar una unitat de robot, cosa que pot reduir els riscos d'inversió i estalviar diners.7. Popularització de la formació i l'educació: la formació i l'aprenentatge s'han convertit en serveis importants perquè més usuaris finals reconeguin la robòtica. – Els materials i cursos multimèdia professionals estan dissenyats per formar enginyers i mà d'obra perquè puguin planificar, programar, operar i mantenir de manera eficient les unitats de robots.
、
Hora de publicació: 15-abril-2025
