無(wú)論是德國(guó)率先提出的“工業(yè)4.0”概念,美國(guó)推行的“先進(jìn)制造伙伴關(guān)系”計(jì)劃,還是日本正在實(shí)施的“智慧制造系統(tǒng)”和中國(guó)工信部通過(guò)的“中國(guó)制造2025規(guī)劃”,這些都指向同一個(gè)目標(biāo),那就是希望通過(guò)先進(jìn)的IT與自動(dòng)化技術(shù)來(lái)促進(jìn)制造業(yè)的革新,以實(shí)現(xiàn)“智能化”,提升效率,降低成本。而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人是不可或缺的一環(huán)。
以前,工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最為廣泛的是汽車制造業(yè);現(xiàn)在,工業(yè)機(jī)器人制造企業(yè)正努力向其他領(lǐng)域拓展。工業(yè)機(jī)器人制造企業(yè)也如雨后春筍般不斷涌現(xiàn),據(jù)統(tǒng)計(jì)僅去年中國(guó)國(guó)內(nèi)差不多增加了200多加工業(yè)機(jī)器人制造廠商。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)前景,業(yè)界都是一致看好,普遍認(rèn)為未來(lái)5~10年將會(huì)迎來(lái)工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)爆發(fā)期。不過(guò),要想在這一波浪潮中得益的話也并不容易。因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人涉及的系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,僅核心零部件就包括了機(jī)械系統(tǒng)、控制器、伺服器和減速器等等。本刊就工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題采訪了一些半導(dǎo)體廠商,詳細(xì)介紹了工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中的一些電子核心零部件。
控制器平臺(tái)之爭(zhēng)
在Altera公司亞太區(qū)工業(yè)業(yè)務(wù)部市場(chǎng)開(kāi)發(fā)首席經(jīng)理江允貴看來(lái),有三個(gè)趨勢(shì)在推動(dòng)著工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展。
一是,提升能源效率,降低能源成本;
二是提升生產(chǎn)效率,這包括功能安全、生產(chǎn)線的穩(wěn)定安全、保護(hù)操作人員的安全、以及機(jī)器損壞的降低和更長(zhǎng)的生命周期和可靠度;
三是所謂的智能工廠。而只有前面兩個(gè)因素達(dá)到后,才有可能實(shí)現(xiàn)智能工廠。他認(rèn)為工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)化里的很關(guān)鍵一部分。
江允貴拿智能工廠舉例,他說(shuō)現(xiàn)在一個(gè)典型的的智能工廠,從企業(yè)到工廠,以及工廠內(nèi)如都是以工業(yè)以太網(wǎng)相連接的,他認(rèn)為用工業(yè)以太網(wǎng)取代傳統(tǒng)的以太網(wǎng),主要是因?yàn)楣I(yè)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性更好。工業(yè)以太網(wǎng)可以連接主站和從站,連接主站中的PLC、PAC/運(yùn)動(dòng)控制器和HMI,和從站中的伺服器、I/O模塊等等。
他進(jìn)一步指出,其實(shí)工業(yè)機(jī)器人就是由這些關(guān)鍵零組件組合而成。由這些主站和從站可以組合成一個(gè)工業(yè)機(jī)器人,也可以做成一個(gè)CNC,CNC也是工廠自動(dòng)化的一個(gè)關(guān)鍵。
雖然工業(yè)機(jī)器人可以看成是由上面的零組件組合而成,但具體到工業(yè)機(jī)器人里面的話也會(huì)有所不同。工業(yè)機(jī)器人的主要結(jié)構(gòu)有機(jī)器人的控制器和伺服器。目前來(lái)說(shuō)工業(yè)機(jī)器人有兩軸、3軸的、最高也有7軸的。不過(guò)常用的是3~6軸的SCARA或Delta機(jī)械手臂。