|
|
本帖最后由 滾刀魚 于 2017-5-26 13:05 編輯 # Z& o) I2 I" f7 s0 P
3 T) ]( i+ z" e 明年又到評(píng)職稱的年限了，為了迎合那些評(píng)審人員只看論文發(fā)表和專利的篇數(shù)的愛好,，臨時(shí)抱佛腳,，抄了一篇,，已發(fā)表。話說這些年版面費(fèi)是水漲船高呀,！ $ |5 }7 a! m: g$ K3 M
工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)8 y6 }% D, I9 u4 b$ s+ Q! F2 y- m) O
摘要：對(duì)國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人及其故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的總結(jié)，明確了國內(nèi)外存在的差距,，并對(duì)工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析和展望,。
( W) V9 Q5 Y& g5 n! C ^* n關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；故障診斷,；發(fā)展現(xiàn)狀,；發(fā)展趨勢(shì)' D; Z# H7 p, ~' d, J& o7 F: ]
0引言# Z. B7 f4 ]9 k+ l( }
工業(yè)機(jī)器人是一種集機(jī)械、電子,、控制,、計(jì)算機(jī)、傳感器,、人工智能等跨學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)于一體的智能裝備, 對(duì)提高制造業(yè)的智能制造水平具有非常重要的意義,，工業(yè)機(jī)器人作為現(xiàn)代制造業(yè)的主要自動(dòng)化裝備在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛。目前,，各個(gè)國家都非常重視工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)研究,，工業(yè)機(jī)器人的擁有量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一[1]。2 h& q7 F) y* J! ~% M
盡管工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代制造業(yè)中起到越來越重要的作用,，并在世界范圍內(nèi),，尤其在中國迅速普及，但是由于集多種高新技術(shù)于一體的工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)精密復(fù)雜,，對(duì)維修技術(shù)人員的專業(yè)技能提出了極高的要求,。目前工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用企業(yè)普遍不具備自主維修的能力，當(dāng)機(jī)器人出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí),，往往需要通知外部服務(wù)商到企業(yè)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行診斷和維修,，這個(gè)過程需要大量的等待時(shí)間，并且由于維修技術(shù)人員到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)前不能全面詳盡的獲取故障機(jī)器人的日常運(yùn)行狀況,、故障現(xiàn)象和故障發(fā)生前后的運(yùn)行數(shù)據(jù),，因此維修技術(shù)人員往往到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)后也不能迅速地對(duì)故障做出準(zhǔn)確的診斷和處理，從而拖慢了恢復(fù)正常生產(chǎn)的時(shí)間,，嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍,，加劇了停工企業(yè)的損失。因此,，先進(jìn)的故障診斷技術(shù)對(duì)保證工業(yè)機(jī)器人高效穩(wěn)定的運(yùn)行是非常必要的,。3 s# N2 O" I ^. T8 A( S6 i
1 工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
& o. B% Z5 O5 z6 o1 w1.1工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀
) C4 B" M& P3 K 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展可以分為三個(gè)階段：第一代是示教再現(xiàn)型機(jī)器人，主要由控制器和示教器控制機(jī)器人按預(yù)先引導(dǎo)動(dòng)作記錄下的信息重復(fù)再現(xiàn)執(zhí)行,，目前制造業(yè)正大量的應(yīng)用,；第二代是感知型機(jī)器人,，帶有視覺、力覺等功能,，可以對(duì)外界信息進(jìn)行反饋調(diào)整,，目前已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段；第三代是智能型機(jī)器人,，它具有感知和理解外部環(huán)境的能力,，可以適應(yīng)外部環(huán)境的變化，目前尚處于試驗(yàn)研究階段,。所以,，當(dāng)前工業(yè)上應(yīng)用的主要是第一代和第二代工業(yè)機(jī)器人[2]。
! M/ i5 c0 ?7 j 目前,，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先者主要是歐美國家和日本,，歐美國家主要包括美國的Adept、艾默生和American Robot,、德國的KUKA,、瑞典的ABB和意大利的COMAU等公司的產(chǎn)品，日本主要包括安川,、川崎,、發(fā)那科、那智不二越,、三協(xié)和愛普生等公司的產(chǎn)品,。2 ?- a$ U; o. x* G" e$ V) w
美國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展起步比較早，早在1962年就研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人,，經(jīng)過多年的建設(shè)和發(fā)展,，美國現(xiàn)在已經(jīng)成為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)強(qiáng)國之一。日本開始工業(yè)機(jī)器人的研究和應(yīng)用比歐美國家要晚幾年,，通過不斷的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用,，日本在微電子技術(shù)、機(jī)械電子一體化技術(shù)等工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)上的研究始終保持世界領(lǐng)先地位,，并且是當(dāng)今世界上名副其實(shí)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)頂尖強(qiáng)國,。* A& P3 N" Q' E O0 g7 s
近幾年國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人行業(yè)正在迅速崛起，目前國內(nèi)主要包括沈陽新松,、北京配天,、北京時(shí)代、安徽埃夫特,、廣州數(shù)控和上海新時(shí)達(dá)等公司的產(chǎn)品,。雖然當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的保有量已經(jīng)占全球的四分之一，并在工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)研究上也取得了一定的進(jìn)步,，但是國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的三大關(guān)鍵部件：高精度減速機(jī),、高精度伺服馬達(dá)及驅(qū)動(dòng)器和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)還依然受制于國外企業(yè)[3],。因此，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)的研究還有很長一段路要走,。
3 f) {7 U; F' l: H" x% M3 d1.2工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀& G! i4 `; F: ?9 V
工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的發(fā)展可以劃分為三個(gè)階段,，第一階段是維修技術(shù)人員通過觀察故障機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)試噪聲,、運(yùn)行軌跡,、溫度、振動(dòng)等參數(shù)的異常變化,，再與正常狀態(tài)進(jìn)行比較,，憑借以往維修經(jīng)驗(yàn)做出故障診斷,。第二階段是工業(yè)機(jī)器人的本地狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷模式,，通過錯(cuò)誤代碼提示機(jī)器人的故障信息，維修技術(shù)人員依據(jù)故障信息進(jìn)行故障診斷,，目前此種故障處理方式比較普遍,。第三階段是基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷模式，目前還處于試驗(yàn)研究階段,。
- f* }% G& ? D D 目前,，瑞典的ABB公司開發(fā)了一款“遠(yuǎn)程服務(wù)”平臺(tái)，ABB利用該平臺(tái)可以為客戶企業(yè)的工業(yè)機(jī)器人提供遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷服務(wù),，通過安裝在客戶企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的專用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)箱接收機(jī)器人的故障信息,，可以預(yù)判機(jī)器人可能出現(xiàn)的故障問題，并為客戶提供故障維修技術(shù)支持,。與ABB的方案不同,，日本發(fā)那科的工業(yè)機(jī)器人本身都支持遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷，其遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)不需要外加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,，利用現(xiàn)有的TCP/IP有限網(wǎng)絡(luò)與客戶現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程溝通,，對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷，并協(xié)助故障現(xiàn)場(chǎng)的維修技術(shù)人員實(shí)施故障診斷和處理工作,。
( O* r9 f1 Q" {( m6 F目前,，國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)商還沒有推出遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷的應(yīng)用系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷還是依靠機(jī)器人單機(jī)自主報(bào)警,，通過示教器顯示錯(cuò)誤代碼,，提醒維修技術(shù)人員完成相應(yīng)的故障診斷和處理，但是在大多數(shù)情況下錯(cuò)誤代碼并不能全面準(zhǔn)確的反映故障問題根源,，仍需要專業(yè)工程師在故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析和維修[4],。因此，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)還存在很大的提升空間,。
- Z; u! V) |- d$ q2 工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)& @# w/ [6 f# O5 K8 V# e
工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)經(jīng)歷了從現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)判斷到遠(yuǎn)程診斷,、從簡單到精密,、從單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程。從近幾年工業(yè)機(jī)器人行業(yè)不斷推出的新產(chǎn)品來看,，工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)正在向著遠(yuǎn)程化,、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化的方向發(fā)展,。
& c& V, c+ W% g4 A% m7 F. G2.1 故障診斷技術(shù)遠(yuǎn)程化和網(wǎng)絡(luò)化
! j. K. \- H% O$ P. |4 m# F: j 工業(yè)機(jī)器人遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)是將現(xiàn)代故障診斷技術(shù),、傳感器技術(shù)、視覺技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù)和專家系統(tǒng)等,，與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過對(duì)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化跟蹤,，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人故障的早期診斷和及時(shí)維修,，并且能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障信息,、分析方法和故障診斷知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)共享,。
* x: C$ i6 C9 k, ^ 基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)機(jī)器人遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)在降低機(jī)器人的平均故障間隔時(shí)間、提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和降低企業(yè)的生產(chǎn)成本等方面具有很大的優(yōu)勢(shì),，是工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)未來發(fā)展的一個(gè)重要方向,。: o. G7 S% H, N* B$ m
2.2 故障診斷技術(shù)多源信息融合化
. ~; P3 w. O X1 u3 w; z 隨著電子技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及控制技術(shù)的快速發(fā)展，使得利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)獲得的多個(gè)傳感器信息在一定準(zhǔn)則下加以自動(dòng)分析,、優(yōu)化綜合處理,，并完成預(yù)期決策成為可能�,；诙嘣葱畔⑷诤霞夹g(shù)的故障診斷方法是通過實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)信息,，比如機(jī)械的振動(dòng)、異常聲音,、溫度,、壓力、轉(zhuǎn)數(shù),、輸出扭矩和輸出功率等,，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)融合這些數(shù)據(jù)信息，消除多個(gè)傳感器信息之間存在的冗余和矛盾[5],，降低不確定因素的影響,，準(zhǔn)確的完成故障問題根源的判定，是今后工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)重點(diǎn)研究的方向,。
5 j& O5 C. H& v" w3 x+ g8 {2.3多種故障診斷方法集成化) Q& P0 A$ C9 i6 v% c
目前,，工業(yè)機(jī)器人的故障診斷方法主要包括基于信號(hào)處理的診斷方法,、基于故障模型的診斷方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法,、基于粗糙集的診斷方法,、基于遺傳算法的診斷方法、基于故障樹的診斷方法,、基于專家系統(tǒng)的診斷方法和基于模糊集的診斷方法等,，由于每種方法都有其固有的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和不足,，或者針對(duì)某些特定的情況有效,，而對(duì)其他情況效果則不明顯。因此,，利用各種故障診斷方法的優(yōu)點(diǎn),，將多種診斷方法有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),，提高故障診斷的準(zhǔn)確性,，使其能更好地滿足應(yīng)用企業(yè)的需求,，是今后工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)需要繼續(xù)研究的方向,。
6 W2 p: L# `) F- m, z3結(jié) 語
( A! s# a* K( P( }) P 研究工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)的目的是為了提高故障診斷的準(zhǔn)確性和故障排除的及時(shí)性，確保工業(yè)機(jī)器人能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行,。隨著工業(yè)機(jī)器人的功能越來越多,，應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)械結(jié)構(gòu)越來越精密,，控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜,，對(duì)機(jī)器人的故障診斷技術(shù)提出了更高的要求。雖然經(jīng)過機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)專家多年的努力研究,，現(xiàn)在已經(jīng)提出多種先進(jìn)的故障診斷方法,，但是工業(yè)機(jī)器人故障診斷技術(shù)尚不完善，仍有一些工程應(yīng)用問題需要更深入的研究,。3 k. B. o( i( K1 o( p% ?# {
參考文獻(xiàn) T4 N4 C. C, {0 ?, e
[1] 孫志杰,王善軍,張學(xué)鑫. 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2011,27(7):61-62.
7 K- w6 U5 m3 l0 K4 D) I[2] 王健,閔琳,汪杰,江文明,李星霖.機(jī)器人關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)品牌破冰之道 [J].智慧工廠,， 2016(04):6-15.
2 K$ j7 @. C$ B* D, s I[3] 曹文祥，馮雪梅.工業(yè)機(jī)器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械制造,2011(2):41-43.
' H3 v7 Q+ R" `[4] 劉磊.工業(yè)機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)[D].大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,，2014.
$ U1 J/ o- n/ V[5] 劉玲,張西,汪琳娜. 故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].電子測(cè)試,2016(Z1):62-63.+ _8 x) e0 u3 Z8 ]
) P$ Y! P/ s, A( }/ Q6 x, B5 R
0 r4 c5 R- W( o$ s5 |1 ^
9 M, n: Y' @. x$ m- {( y- L! }) E# [$ T8 n3 E6 h
|
|
發(fā)表于 2017-5-26 10:43:03
QQ好友和群
收藏
淘帖
問題專業(yè),，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
發(fā)表于 2017-5-26 11:24:14
樓主
