從KUKA機(jī)器人C2到C4看工業(yè)發(fā)展

高立明

摘 要：本文中，筆者以KUKA機(jī)器人為例，通過(guò)回顧其從C2到C4型號(hào)的發(fā)展與改進(jìn)，對(duì)工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探究與思考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；KUKA機(jī)器人；型號(hào)；工業(yè)；發(fā)展

1 KUKA機(jī)器人概述

當(dāng)前，工業(yè)領(lǐng)域所使用的機(jī)器人大致分為串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人兩類。其中，串聯(lián)機(jī)器人與并聯(lián)機(jī)器人最大的區(qū)別在于一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)是否會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)原點(diǎn)。串聯(lián)機(jī)器人能夠滿足此條件，而并聯(lián)機(jī)器人采用的是并聯(lián)機(jī)構(gòu)，在具體運(yùn)行中，其一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)并不會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)原點(diǎn)。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域內(nèi)，開(kāi)始對(duì)并聯(lián)機(jī)器人的研究是在1978年Hunt提出把機(jī)器人操作器改為六自由度的理念之后，因此也可以將其作為并聯(lián)機(jī)器人的研究開(kāi)端。并聯(lián)機(jī)器人與串聯(lián)機(jī)器人相比，具有運(yùn)動(dòng)負(fù)荷小、承載能力大、剛度大、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、精確度高等優(yōu)點(diǎn)。

作為工業(yè)機(jī)器人制造業(yè)巨頭的KUKA機(jī)器人有限公司隸屬于KUKA股份公司，是當(dāng)今全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人制造商，同時(shí)也是德國(guó)與歐洲工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，其位于德國(guó)奧格斯堡。該公司旗下共有子公司25家，分布于亞洲、美洲和歐洲等地區(qū)，占據(jù)了這些地區(qū)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的重要位置。

KUKA機(jī)器人的銷量在行業(yè)內(nèi)一直遙遙領(lǐng)先，其生產(chǎn)的機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)量排全球第一，并且有一半以上都應(yīng)用在汽車生產(chǎn)車間內(nèi)。以大眾汽車的生產(chǎn)車間為例，其整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化已高達(dá)92%。KUKA機(jī)器人最大的特點(diǎn)在于其先進(jìn)的控制系統(tǒng)，它采用的是PCBASED控制系統(tǒng)，并在微軟的Windows界面下操作，與標(biāo)準(zhǔn)化的個(gè)人電腦硬件配合使用，使機(jī)器人的平均故障間隔時(shí)間大大增加。

除此之外，目前工業(yè)機(jī)器人正朝向操作便捷、智能化等方向發(fā)展與改進(jìn)?？傊I(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景對(duì)于KUKA公司和其他機(jī)器人生產(chǎn)公司來(lái)說(shuō)，既是一次機(jī)遇也是一次巨大的挑戰(zhàn)。

2 KUKA機(jī)器人C2到C4在工業(yè)發(fā)展中的趨勢(shì)與應(yīng)用

2.1 KUKA機(jī)器人C2與C4的變化與比較

KUKA機(jī)器人C2系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定，其界面設(shè)定為手按界面，由六個(gè)伺服控制器模塊構(gòu)成；而C4系統(tǒng)改進(jìn)為觸摸屏界面，充滿了現(xiàn)代化的氣息，并且C4系統(tǒng)是由每三個(gè)伺服控制器模塊組合成一個(gè)模塊，比C2系統(tǒng)模塊更為分散化，運(yùn)行速度更高、更流暢。

在實(shí)際操作中，KUKA機(jī)器人C4系統(tǒng)相較于C2系統(tǒng)更高效、更安全、更靈活，其最大的區(qū)別在于C4系統(tǒng)更加智能化與人性化，其全新的設(shè)計(jì)理念為今后機(jī)器人自動(dòng)化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。并且，C4系統(tǒng)不僅將自動(dòng)化方面的集成、保養(yǎng)和維護(hù)的資本大大降低，更實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)效率和靈活性的持續(xù)提高。因此可以說(shuō)，KUKA公司在此次技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程中，開(kāi)發(fā)出了一個(gè)結(jié)構(gòu)清晰、性能優(yōu)化、注重使用開(kāi)放高效數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的全新系統(tǒng)架構(gòu)。在C4系統(tǒng)中，集成的全部機(jī)器人控制、安全控制、運(yùn)動(dòng)控制和邏輯控制等模塊都擁有相同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，且可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化使用和分享，使機(jī)器人具備了極高的性能、靈活性和可升級(jí)性等特點(diǎn)，進(jìn)而提高了工業(yè)生產(chǎn)的整體效率與效益。

2.2 從KUKA機(jī)器人C2到C4看工業(yè)發(fā)展

2.2.1 集成化

所謂集成化，是指將一些事物或者功能聚集在一起，而不是指單一的設(shè)備或單一的功能。KUKA機(jī)器人C4系統(tǒng)在自動(dòng)化技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了集成化，從而使成本降低、工業(yè)生產(chǎn)效益提高，因此可以看出集成化是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的主要方向。

2.2.2 數(shù)據(jù)化

數(shù)據(jù)化是指以數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。目前，我們正從信息化時(shí)代向數(shù)據(jù)化時(shí)代邁進(jìn)，可以說(shuō)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集、整理、分析和利用是未來(lái)工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)之一。KUKA機(jī)器人C4系統(tǒng)使集成的全部機(jī)器人控制、安全控制、運(yùn)動(dòng)控制和邏輯控制等模塊都設(shè)定了相同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，使之可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和利用，進(jìn)而得出最有效的信息資源。

2.2.3 智能化

智能化指的是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、行業(yè)技術(shù)和智能控制技術(shù)等匯集而成的針對(duì)某一方面的應(yīng)用功能，具體體現(xiàn)在工作流程中人工參與更少、用戶體驗(yàn)更加人性化等方面。KUKA機(jī)器人C4系統(tǒng)將智能化應(yīng)用提高到一個(gè)新的高度，為未來(lái)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2.4 整體轉(zhuǎn)型

第三次科技革命之后，世界工業(yè)以迅猛的速度向前發(fā)展，并取得了重大的成就。但隨著社會(huì)發(fā)展以及人們需求日漸多元化，第三次科技革命的信息技術(shù)、海洋技術(shù)和新能源技術(shù)等已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代人們生產(chǎn)生活的需求，因此需要一次全新的轉(zhuǎn)型促進(jìn)其發(fā)展，這就體現(xiàn)出了工業(yè)整體轉(zhuǎn)型的必然性與趨勢(shì)。

除此以外，KUKA機(jī)器人C2到C4的發(fā)展還體現(xiàn)出工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與進(jìn)步。所謂工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，指的是一種安裝在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的通信系統(tǒng)，它具有全數(shù)字化、雙向和多站的基本特征，具有安裝使用方便、診斷簡(jiǎn)易、模塊化、企業(yè)化管理等優(yōu)點(diǎn)。從C2系統(tǒng)到C4系統(tǒng)的進(jìn)步可以看出，工業(yè)通訊系統(tǒng)正向著簡(jiǎn)易化、智能化、人性化的方向發(fā)展，其使用量將會(huì)隨著工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

KUKA公司首席創(chuàng)新官貝恩德·利珀特曾說(shuō)過(guò)：“機(jī)器人技術(shù)將會(huì)在不久的將來(lái)改變世界，它將在未來(lái)50年內(nèi)釋放出比互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)更為強(qiáng)大的力量?！惫I(yè)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展逐漸步入到一個(gè)全新的階段，從開(kāi)始的籠中作業(yè)到現(xiàn)在的防護(hù)擺脫，實(shí)現(xiàn)了在保證安全的基礎(chǔ)上與人類共同作業(yè)、交流的目標(biāo)，并且這些機(jī)器人具備行走能力與環(huán)境認(rèn)知能力，能夠完成日趨復(fù)雜的生產(chǎn)工作，可以說(shuō)機(jī)器人的智能化正在從夢(mèng)想一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)?？v觀世界工業(yè)的發(fā)展，其正從信息時(shí)代逐步升華，不斷提高自身的智能化、集成化、數(shù)據(jù)化，而這也預(yù)示著新的工業(yè)革命將會(huì)到來(lái)。

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