關(guān)于機(jī)械臂開(kāi)發(fā)的一些思考

xsjwell

關(guān)于機(jī)械臂開(kāi)發(fā)的一些思考

本人非機(jī)電專業(yè)，一直對(duì)這個(gè)領(lǐng)域有著很大興趣,，參考閱讀了不少相關(guān)專業(yè)、媒體上的資料，有些個(gè)人想法和大家分享下,，一是為了和專業(yè)人士多交流學(xué)習(xí)，引出更多真知灼見(jiàn),，二是希望創(chuàng)客和相關(guān)從業(yè)者從行業(yè)發(fā)展,、營(yíng)銷、制造提供一些啟示,。很老套,，但還得簡(jiǎn)單說(shuō)下機(jī)械臂行業(yè)涉及的一些關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用情況等,，可能掛一漏萬(wàn),，專家嘴下留情。

一,、機(jī)械臂構(gòu)成與關(guān)鍵技術(shù)

在這個(gè)AI,、DT、云計(jì)算各種黑�,；ㄅ｜S牛滿天飛的大環(huán)境中,，人們似乎忘了還有核心技術(shù)這碼事,，記憶中老工業(yè)企業(yè)中那種技藝的傳承形式，對(duì)技術(shù)的執(zhí)著與尊重在互聯(lián)網(wǎng)金融,、股票,、上市這些因素前變得不值一提，也打破了人們傳統(tǒng)的價(jià)值觀和心中的一些堅(jiān)持,，雖然與關(guān)鍵技術(shù)有些關(guān)系,，但確實(shí)跑題了！下面正題,，堅(jiān)持傳統(tǒng),，抄來(lái)的！

1,、機(jī)械臂主要構(gòu)成

（1）機(jī)械部分

（2）傳感部分

（3）控制部分

這三大部分又分成六個(gè)子系統(tǒng),。分別為：

（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（機(jī)身、手臂,、末端操作器三大件）

（2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)）

（3）感受系統(tǒng)（獲取內(nèi),、外部環(huán)境狀態(tài)）

（4）交互系統(tǒng)（與外部設(shè)備互聯(lián)協(xié)調(diào)，操作系統(tǒng)=大腦）

（5）人機(jī)交互系統(tǒng)（人與機(jī)械臂聯(lián)系,、控制）

（6）控制系統(tǒng)（根據(jù)作業(yè)指令,、程序以及從傳感器反饋回來(lái)的信號(hào)，支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能）

2,、關(guān)鍵技術(shù)

（1）傳感系統(tǒng)

（2）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

（3）交互系統(tǒng)（ROS）

（4）機(jī)電系統(tǒng)

涉及專業(yè)：機(jī)械,、電氣、自動(dòng)化,、電子,、材料、計(jì)算機(jī)…等專業(yè)

涉及學(xué)科：力學(xué),、制圖、電工與電子技術(shù),、計(jì)算機(jī)應(yīng)用,、材料、傳感器與測(cè)控技術(shù),、通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息處理,、CPS原理與應(yīng)用,、數(shù)據(jù)庫(kù)…

二、五大常見(jiàn)應(yīng)用領(lǐng)域

1,、機(jī)械加工（2%）

2,、噴涂應(yīng)用（4%）

3,、裝配應(yīng)用（10%）

4、焊接應(yīng)用（29%）

5,、搬運(yùn)應(yīng)用（38%）

6,、細(xì)分市場(chǎng)與中小企業(yè)（？%）

為諸位創(chuàng)客切入哪個(gè)市場(chǎng)提供個(gè)數(shù)字參考

三,、現(xiàn)狀與技術(shù)障礙

下面對(duì)于創(chuàng)客或創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)面臨的市場(chǎng)情況和存在技術(shù)障礙做下簡(jiǎn)要分析,。

1、機(jī)械部分

機(jī)械臂不是航空航天那種極端環(huán)境,，我理解應(yīng)該對(duì)材料方面要求不高,，但不是沒(méi)有。在這方面我們的問(wèn)題應(yīng)該是沒(méi)有理論體系支撐的情況下摸著石頭過(guò)河,，模仿為主,，具備專業(yè)材料實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)的廠家應(yīng)該不會(huì)有幾家,，畢竟沒(méi)有ABB,、安川、發(fā)那科,、KUKA幾家的底蘊(yùn)和實(shí)力,。這段沒(méi)有數(shù)字支撐，可是國(guó)內(nèi)機(jī)器人銷量在那擺著,，基礎(chǔ)條件如何可以腦補(bǔ),。機(jī)械臂上電機(jī)的絕大部分驅(qū)動(dòng)力都用在了克服自身重力做功，機(jī)械結(jié)構(gòu),、材料的優(yōu)化設(shè)計(jì),，在保證剛度的情況下通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)降低機(jī)械本體的質(zhì)量，即可以提高性能又可以降低功耗,，對(duì)機(jī)電等設(shè)備發(fā)熱,、壽命均有好處。

關(guān)于諧波減速,、RV減速,，這個(gè)是關(guān)鍵技術(shù)了，基本是HD等日德鬼子的天下了,。國(guó)產(chǎn)綠的,、振康等說(shuō)是也過(guò)關(guān)了，可是精度,、發(fā)熱,、壽命、產(chǎn)品線等關(guān)鍵指標(biāo)能不能拿出來(lái)晾涼呢,，都是專家,，不多說(shuō)這個(gè)了,。

關(guān)于其他非關(guān)鍵技術(shù)，線纜,、拖鏈等輔助材料目前也是堪憂,。與國(guó)外T E、IGUS等線纜,、拖鏈生產(chǎn)廠家動(dòng)不動(dòng)幾千萬(wàn)次的耐彎,、摩擦壽命對(duì)比，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品倒是敢寫(xiě),，不知道人家是不是敢用,。電纜走線與可靠性，外觀設(shè)計(jì),，示教器/控制柜防護(hù)與散熱等因素,，也都是需要投入人力物力去研究的點(diǎn)。

裝配主要是工藝問(wèn)題,，但是絕大多數(shù)的廠商還是以傳統(tǒng)制造業(yè)的思路來(lái)做機(jī)器人,，整個(gè)生產(chǎn)流程管理體制陳舊，缺乏“工匠”精神,，最后導(dǎo)致無(wú)法保證較高的產(chǎn)品一致性,，距離發(fā)那科用機(jī)器人造機(jī)器人更是還有很大差距。

2,、驅(qū)動(dòng)部分

這個(gè)沒(méi)有什么說(shuō)的了,，大家都懂，滿大街的安川,、三菱,、松下、歐姆龍,、西門(mén)子,、施耐德的，國(guó)產(chǎn)數(shù)得上好的也就埃斯頓,、臺(tái)達(dá),、匯川、英威騰了,。國(guó)外的一般都沒(méi)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)的具體的應(yīng)用情況怎么樣靠壇子里實(shí)戰(zhàn)過(guò)的總結(jié)了,。

3,、傳感部分

咱們注重的都是能創(chuàng)造利潤(rùn)的部分，沒(méi)人關(guān)注這些芝麻綠豆小東西,，可是恰恰是這些小東西為一個(gè)真正的制造強(qiáng)國(guó)奠定了基礎(chǔ),，譬如德國(guó),、日本（咱是制造大國(guó)，離制造強(qiáng)國(guó)還遠(yuǎn)）,。這個(gè)也不多說(shuō),，英法美德日意奧八國(guó)聯(lián)軍是高端貨，國(guó)產(chǎn)的東西和彩電冰箱一樣只能叫過(guò)關(guān)（這個(gè)不是我總結(jié)的,，搞一輩子自動(dòng)化的同事說(shuō)的）,，看看前段時(shí)間無(wú)人導(dǎo)航領(lǐng)域的激光雷達(dá)就知道了，一個(gè)SICK賣(mài)萬(wàn)八千塊,，國(guó)產(chǎn)的是便宜估計(jì)沒(méi)人敢用,。機(jī)械臂上的更甚，因?yàn)檫@部分對(duì)安全至關(guān)重要,。

4,、交互、控制系統(tǒng)

這部分也是核心技術(shù)了,，說(shuō)白了是機(jī)械臂大腦和神經(jīng),，學(xué)名ROS機(jī)器人操作系統(tǒng)，這個(gè)一般都是閉源的,，四大家族各有一套,。個(gè)人認(rèn)為國(guó)產(chǎn)的也就這部分能比比了，畢竟這個(gè)比開(kāi)發(fā)金蝶用友財(cái)務(wù)軟件難度大些也有限,，在一個(gè)就是國(guó)外開(kāi)源平臺(tái)不錯(cuò)的也有許多,，這樣就不用做原創(chuàng)開(kāi)發(fā)了，難度小了很多,，參考現(xiàn)成的再加深度定制就好了,。國(guó)產(chǎn)的咱不知是否這個(gè)套路，就說(shuō)下做的還不錯(cuò)的平臺(tái)吧,，埃斯頓,、卡諾普、固高,、華數(shù),、廣數(shù)等，進(jìn)口的好像純做控制單賣(mài)的不多發(fā)那科,、VXWORKS,？歡迎補(bǔ)充。人機(jī),、控制系統(tǒng)個(gè)人理解以及看國(guó)產(chǎn)設(shè)備介紹,，好像廠家已經(jīng)把這個(gè)集成到一起了，可能不完全準(zhǔn)確，大神補(bǔ)充吧,。

5,、技術(shù)小結(jié)

本體部分按國(guó)內(nèi)材料還是可以的，不該存在太大問(wèn)題,，就是沒(méi)有四大家族的底蘊(yùn)了,，剩下的還需要設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累了；減速器這個(gè)技術(shù)含量不低,，主要是材料和工藝達(dá)不到要求,，技術(shù)積累也不夠，國(guó)產(chǎn)的壽命,、精度短期內(nèi)是追不上了,；電機(jī)和伺服這個(gè)雖然國(guó)外的確實(shí)牛，聽(tīng)行里人說(shuō)過(guò)一嘴這個(gè)方面國(guó)產(chǎn)也能在低端找口飯,；傳感部分關(guān)乎安全,，這個(gè)恐怕國(guó)產(chǎn)部件沒(méi)什么用武之地了；交互控制系統(tǒng)個(gè)人感覺(jué)是創(chuàng)客和小團(tuán)隊(duì)相對(duì)好切入的一個(gè)點(diǎn),，畢竟這東西只需要腦力,，而且開(kāi)放資源很多。

三,、總結(jié)分析下

我一直有個(gè)疑問(wèn),，機(jī)械臂看著沒(méi)多復(fù)雜，可是細(xì)數(shù)一下存在這么多的技術(shù)壁壘,，涉及的專業(yè)這么多,，那些做原創(chuàng)開(kāi)發(fā)的不知道是如何考慮的，個(gè)人認(rèn)為還是太難了,，看看國(guó)內(nèi)的機(jī)械臂公司現(xiàn)狀就知道了,，不如從技術(shù)整合或細(xì)分市場(chǎng)切入是否更容易些。

再一個(gè)疑問(wèn)是把上面的涉及的關(guān)鍵技術(shù)晾晾,，一些公司或個(gè)體提出的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)究竟在哪里呢,？哪個(gè)才算核心技術(shù)？打擊面可能大了點(diǎn)勿怪,。

這樣一來(lái)數(shù)來(lái)數(shù)去咱自己能做的東西好像相當(dāng)有限,，不敢說(shuō)讓創(chuàng)客們往哪個(gè)方向發(fā)展，起碼能躲開(kāi)一些坑把,。

附圖一張,，說(shuō)明為什么國(guó)內(nèi)機(jī)械臂做不好的原因。

                              

附小提示一個(gè),，供參考

人機(jī)協(xié)作機(jī)器人最重要的特性就是安全,，國(guó)內(nèi)有做外形類似的協(xié)作機(jī)器人，但并沒(méi)有提供相應(yīng)的安全功能與認(rèn)證。由于缺乏相應(yīng)的強(qiáng)制認(rèn)證制度,，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人一般都不具備本質(zhì)安全的特性，也很少有通過(guò)歐洲,、美洲安全認(rèn)證的產(chǎn)品,。當(dāng)然這個(gè)與國(guó)內(nèi)用戶對(duì)安全的漠視也有非常大的關(guān)系。國(guó)產(chǎn)機(jī)器人想要走出國(guó)門(mén),，安全認(rèn)證是必須要跨過(guò)的坎兒,。

四、整理了一些資料,，分享下

1,、想做控制部分的，這兩個(gè)都提供快速設(shè)計(jì),、初版一條龍服務(wù)

（1）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    眾一電路科技24小時(shí)pcb

（2）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    愛(ài)板網(wǎng) 電子元器件一站購(gòu)

（3）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    技術(shù)資料查詢,、問(wèn)答。維科網(wǎng)OFweek行業(yè)網(wǎng)站涵蓋電子工程,、半導(dǎo)體照明(LED),、顯示、太陽(yáng)能光伏,、激光,、光通訊、物聯(lián)網(wǎng),、云計(jì)算,、智能硬件、智能家居,、可穿戴設(shè)備,、VR、安防,、鋰電,、新能源汽車、汽車科技,、儀器儀表,、傳感器、3D打印,、工控,、機(jī)器人、人工智能,、醫(yī)療科技,、節(jié)能環(huán)保、智能電網(wǎng)、風(fēng)電等高科技領(lǐng)域,，每個(gè)行業(yè)平臺(tái)均獨(dú)立運(yùn)營(yíng),，已成為國(guó)內(nèi)外各大媒體高科技行業(yè)資訊內(nèi)容的主要提供者。

2,、開(kāi)源機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS相關(guān),，不知能否做到工業(yè)級(jí)，供參考

（1）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    快速了解ROS

（2）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    獻(xiàn)給機(jī)器人發(fā)燒友：十大開(kāi)源機(jī)器人項(xiàng)目哪個(gè)更適合你,？

（3）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    ROS官網(wǎng)

3,、想做機(jī)器人本體的，不是廣告

（1）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    機(jī)器人6軸本體

（2）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    速加網(wǎng) 為用戶提供研發(fā)快速打樣,、小批量試制到批量生產(chǎn)的一站式服務(wù),，互聯(lián)網(wǎng)思維的加工網(wǎng)

4、再送一個(gè)AGV的,，提供開(kāi)源路徑規(guī)劃交通管制平臺(tái),，很強(qiáng)大且開(kāi)源。

（1）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    OPENTCS AGV官網(wǎng)

（2）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    OPENTCS 簡(jiǎn)介

如有需要請(qǐng)回復(fù),，另外哪位TX告知新人如何發(fā)URL,？

喂我袋鹽

ww新w人.b不a可i以d不u.c傻om

曉昀

機(jī)械臂的應(yīng)用領(lǐng)域除了上面說(shuō)的還有碼垛機(jī)器人和裝配機(jī)器人。

xsjwell

曉昀 發(fā)表于 2018-10-28 21:12
機(jī)械臂的應(yīng)用領(lǐng)域除了上面說(shuō)的還有碼垛機(jī)器人和裝配機(jī)器人,。

裝配里面有的,，碼垛機(jī)械臂在一定程度上和搬運(yùn)是一回事！

遠(yuǎn)祥

樓主原創(chuàng)的嗎,？

ozc1352

學(xué)習(xí)了,，謝謝樓主

xsj125t

遠(yuǎn)祥 發(fā)表于 2018-10-30 07:27
樓主原創(chuàng)的嗎？

資料數(shù)據(jù)是引用來(lái)的,，觀點(diǎn)是自己的,。

湯姆餓死了

一直在思考一個(gè)問(wèn)題，如果技術(shù)共享之后,，現(xiàn)在地球科技是空前強(qiáng)大還是已經(jīng)衰落了,！

曉默GG

學(xué)習(xí)到了，感謝樓主,。

xsj125t

湯姆餓死了 發(fā)表于 2018-11-1 08:46
* W, \0 w) q5 o3 N6 R0 G, r* {" O一直在思考一個(gè)問(wèn)題,，如果技術(shù)共享之后，現(xiàn)在地球科技是空前強(qiáng)大還是已經(jīng)衰落了,！

驅(qū)動(dòng)社會(huì)發(fā)展的本質(zhì)終歸是利益,，沒(méi)有任何要求和前提的技術(shù)共享是不現(xiàn)實(shí)的,，連谷歌安卓系統(tǒng)都要收費(fèi)了。