關(guān)于機械臂開發(fā)的一些思考

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關(guān)于機械臂開發(fā)的一些思考

本人非機電專業(yè),，一直對這個領域有著很大興趣,，參考閱讀了不少相關(guān)專業(yè),、媒體上的資料,，有些個人想法和大家分享下,，一是為了和專業(yè)人士多交流學習,，引出更多真知灼見,，二是希望創(chuàng)客和相關(guān)從業(yè)者從行業(yè)發(fā)展、營銷,、制造提供一些啟示,。很老套，但還得簡單說下機械臂行業(yè)涉及的一些關(guān)鍵技術(shù),、應用情況等,，可能掛一漏萬，專家嘴下留情,。

一,、機械臂構(gòu)成與關(guān)鍵技術(shù)

在這個AI、DT,、云計算各種黑�,；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)的價值觀和心中的一些堅持，雖然與關(guān)鍵技術(shù)有些關(guān)系,，但確實跑題了,！下面正題，堅持傳統(tǒng),，抄來的,！

1、機械臂主要構(gòu)成

（1）機械部分

（2）傳感部分

（3）控制部分

這三大部分又分成六個子系統(tǒng),。分別為：

（1）機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（機身、手臂,、末端操作器三大件）

（2）驅(qū)動系統(tǒng)（關(guān)節(jié)運動傳動）

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

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

（5）人機交互系統(tǒng)（人與機械臂聯(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的信號,，支配機器人的執(zhí)行機構(gòu)去完成規(guī)定的運動和功能）

2、關(guān)鍵技術(shù)

（1）傳感系統(tǒng)

（2）運動控制系統(tǒng)

（3）交互系統(tǒng)（ROS）

（4）機電系統(tǒng)

涉及專業(yè)：機械,、電氣,、自動化、電子,、材料,、計算機…等專業(yè)

涉及學科：力學、制圖,、電工與電子技術(shù),、計算機應用、材料,、傳感器與測控技術(shù),、通信與計算機網(wǎng)絡、無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù),、信息處理,、CPS原理與應用、數(shù)據(jù)庫…

二,、五大常見應用領域

1,、機械加工（2%）

2、噴涂應用（4%）

3,、裝配應用（10%）

4,、焊接應用（29%）

5、搬運應用（38%）

6,、細分市場與中小企業(yè)（,？%）

為諸位創(chuàng)客切入哪個市場提供個數(shù)字參考

三、現(xiàn)狀與技術(shù)障礙

下面對于創(chuàng)客或創(chuàng)業(yè)團隊面臨的市場情況和存在技術(shù)障礙做下簡要分析,。

1,、機械部分

機械臂不是航空航天那種極端環(huán)境，我理解應該對材料方面要求不高,，但不是沒有,。在這方面我們的問題應該是沒有理論體系支撐的情況下摸著石頭過河，模仿為主,，具備專業(yè)材料實驗,、設計的廠家應該不會有幾家，畢竟沒有ABB,、安川,、發(fā)那科、KUKA幾家的底蘊和實力,。這段沒有數(shù)字支撐,，可是國內(nèi)機器人銷量在那擺著,，基礎條件如何可以腦補。機械臂上電機的絕大部分驅(qū)動力都用在了克服自身重力做功,，機械結(jié)構(gòu),、材料的優(yōu)化設計，在保證剛度的情況下通過優(yōu)化設計降低機械本體的質(zhì)量,，即可以提高性能又可以降低功耗,，對機電等設備發(fā)熱、壽命均有好處,。

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

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,。與國外T E,、IGUS等線纜、拖鏈生產(chǎn)廠家動不動幾千萬次的耐彎,、摩擦壽命對比,，國內(nèi)產(chǎn)品倒是敢寫，不知道人家是不是敢用,。電纜走線與可靠性,，外觀設計，示教器/控制柜防護與散熱等因素,，也都是需要投入人力物力去研究的點,。

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

2、驅(qū)動部分

這個沒有什么說的了,，大家都懂,，滿大街的安川、三菱,、松下,、歐姆龍、西門子,、施耐德的,，國產(chǎn)數(shù)得上好的也就埃斯頓、臺達,、匯川,、英威騰了。國外的一般都沒問題,，國內(nèi)的具體的應用情況怎么樣靠壇子里實戰(zhàn)過的總結(jié)了,。

3、傳感部分

咱們注重的都是能創(chuàng)造利潤的部分,，沒人關(guān)注這些芝麻綠豆小東西,，可是恰恰是這些小東西為一個真正的制造強國奠定了基礎，譬如德國,、日本（咱是制造大國,，離制造強國還遠）。這個也不多說,，英法美德日意奧八國聯(lián)軍是高端貨,，國產(chǎn)的東西和彩電冰箱一樣只能叫過關(guān)（這個不是我總結(jié)的，搞一輩子自動化的同事說的）,，看看前段時間無人導航領域的激光雷達就知道了,，一個SICK賣萬八千塊，國產(chǎn)的是便宜估計沒人敢用,。機械臂上的更甚,，因為這部分對安全至關(guān)重要。

4,、交互,、控制系統(tǒng)

這部分也是核心技術(shù)了，說白了是機械臂大腦和神經(jīng),，學名ROS機器人操作系統(tǒng),，這個一般都是閉源的，四大家族各有一套。個人認為國產(chǎn)的也就這部分能比比了,，畢竟這個比開發(fā)金蝶用友財務軟件難度大些也有限,，在一個就是國外開源平臺不錯的也有許多，這樣就不用做原創(chuàng)開發(fā)了,，難度小了很多,，參考現(xiàn)成的再加深度定制就好了。國產(chǎn)的咱不知是否這個套路,，就說下做的還不錯的平臺吧,，埃斯頓、卡諾普,、固高,、華數(shù)、廣數(shù)等,，進口的好像純做控制單賣的不多發(fā)那科,、VXWORKS？歡迎補充,。人機,、控制系統(tǒng)個人理解以及看國產(chǎn)設備介紹，好像廠家已經(jīng)把這個集成到一起了,，可能不完全準確,，大神補充吧。

5,、技術(shù)小結(jié)

本體部分按國內(nèi)材料還是可以的,，不該存在太大問題，就是沒有四大家族的底蘊了,，剩下的還需要設計經(jīng)驗的積累了,；減速器這個技術(shù)含量不低，主要是材料和工藝達不到要求,，技術(shù)積累也不夠,，國產(chǎn)的壽命、精度短期內(nèi)是追不上了,；電機和伺服這個雖然國外的確實牛,，聽行里人說過一嘴這個方面國產(chǎn)也能在低端找口飯；傳感部分關(guān)乎安全,，這個恐怕國產(chǎn)部件沒什么用武之地了,；交互控制系統(tǒng)個人感覺是創(chuàng)客和小團隊相對好切入的一個點，畢竟這東西只需要腦力,，而且開放資源很多,。

三,、總結(jié)分析下

我一直有個疑問，機械臂看著沒多復雜,，可是細數(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)開發(fā)的不知道是如何考慮的,，個人認為還是太難了,，看看國內(nèi)的機械臂公司現(xiàn)狀就知道了，不如從技術(shù)整合或細分市場切入是否更容易些,。

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

這樣一來數(shù)來數(shù)去咱自己能做的東西好像相當有限,，不敢說讓創(chuàng)客們往哪個方向發(fā)展,，起碼能躲開一些坑把。

附圖一張,，說明為什么國內(nèi)機械臂做不好的原因,。

                              

附小提示一個，供參考

人機協(xié)作機器人最重要的特性就是安全,，國內(nèi)有做外形類似的協(xié)作機器人,，但并沒有提供相應的安全功能與認證。由于缺乏相應的強制認證制度,，國產(chǎn)機器人一般都不具備本質(zhì)安全的特性,，也很少有通過歐洲、美洲安全認證的產(chǎn)品,。當然這個與國內(nèi)用戶對安全的漠視也有非常大的關(guān)系,。國產(chǎn)機器人想要走出國門，安全認證是必須要跨過的坎兒,。

四,、整理了一些資料，分享下

1,、想做控制部分的,，這兩個都提供快速設計、初版一條龍服務

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

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

（3）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    技術(shù)資料查詢,、問答,。維科網(wǎng)OFweek行業(yè)網(wǎng)站涵蓋電子工程、半導體照明(LED),、顯示,、太陽能光伏,、激光、光通訊,、物聯(lián)網(wǎng),、云計算、智能硬件,、智能家居,、可穿戴設備、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、機器人,、人工智能,、醫(yī)療科技、節(jié)能環(huán)保,、智能電網(wǎng),、風電等高科技領域，每個行業(yè)平臺均獨立運營,，已成為國內(nèi)外各大媒體高科技行業(yè)資訊內(nèi)容的主要提供者,。

2、開源機器人操作系統(tǒng)ROS相關(guān),，不知能否做到工業(yè)級,，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    獻給機器人發(fā)燒友：十大開源機器人項目哪個更適合你？

（3）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    ROS官網(wǎng)

3,、想做機器人本體的,，不是廣告

（1）新人不能發(fā)鏈接只能XXX代替    機器人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,，互聯(lián)網(wǎng)思維的加工網(wǎng)

4,、再送一個AGV的，提供開源路徑規(guī)劃交通管制平臺,，很強大且開源,。

（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 簡介

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如有需要請回復，另外哪位TX告知新人如何發(fā)URL,？

喂我袋鹽

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曉昀

機械臂的應用領域除了上面說的還有碼垛機器人和裝配機器人,。

xsjwell

曉昀 發(fā)表于 2018-10-28 21:12
) S3 c8 E+ ^# u( {7 E9 J4 L- r) f機械臂的應用領域除了上面說的還有碼垛機器人和裝配機器人,。

- K& }$ V5 P7 {* f裝配里面有的，碼垛機械臂在一定程度上和搬運是一回事,！

遠祥

樓主原創(chuàng)的嗎,？

ozc1352

學習了，謝謝樓主
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xsj125t

遠祥 發(fā)表于 2018-10-30 07:27
樓主原創(chuàng)的嗎,？

資料數(shù)據(jù)是引用來的,，觀點是自己的。

湯姆餓死了

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

曉默GG

學習到了,，感謝樓主。

xsj125t

湯姆餓死了 發(fā)表于 2018-11-1 08:46
一直在思考一個問題,，如果技術(shù)共享之后,，現(xiàn)在地球科技是空前強大還是已經(jīng)衰落了！

" ~- i5 V: v6 m7 w4 X; n0 X驅(qū)動社會發(fā)展的本質(zhì)終歸是利益,，沒有任何要求和前提的技術(shù)共享是不現(xiàn)實的,，連谷歌安卓系統(tǒng)都要收費了。
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