目前,無論從產品角度,還是從應用角度,國際上七軸工業機器人,都僅僅處于初步發展階段,但各大廠商紛紛在各大展覽會力推相關七軸機器人產品,可以想見對其未來的發展潛力還是十分看好的。
2014年11月,“四大家族”之一德國著名工業機器人制造商KUKA在2014中國國際工業博覽會機器人展上,首次發布KUKA第一款七自由度輕型靈敏機器人LBRiiwa。
圖 KUKALBRiiwa七軸機器人
LBRiiwa七軸機器人基于人類手臂進行設計,其結合集成的傳感器系統,使該輕型機器人具有可編程的靈敏性,并使其具備了非常高的精確度。而七軸的LBRiiwa所有的軸內均配備高性能碰撞檢測功能、集成的關節力矩傳感器,以實現人機協作。
七軸的設計,使得KUKA的該款產品有較高的靈活度,可輕松地越過障礙物。LBRiiwa機器人的結構采用鋁制材料設計,其自身重量只有23.9千克。其負荷有兩種,分別為7千克和14千克,使其成為首款負荷超過10千克的輕型機器人的產品。
日本知名機器人制造商,“四大家族”之一的安川電機也發布了多款七軸機器人產品。其中SIA系列機器人是輕型敏捷型七軸機器人,該系列機器人能夠提供類人的靈活性,并且能夠快速加速。該系列機器人采用輕量化和流線型設計,使其非常適合安裝在狹小的空間內。SIA系列可提供較高的有效載荷(5千克至50千克)以及較大的工作范圍(559毫米至1630毫米),很適合從事裝配、注塑、檢驗等操作。
圖 安川電機莫托曼SIA系列機器人
除了輕型七軸機器人產品外,安川還發布了七軸機器人焊接系統,其高自由度能夠盡最大可能保持最適合的姿態以實現高品質的焊接效果,特別適合內面的焊接,達到最佳的接近位置。并且該產品能夠高密度布局,容易回避其與軸和工件之間的干擾,顯示出其優良的避障功能。
圖 安川電機莫托曼VA1400Ⅱ
2014年11月,ABB在中國推出最新機器人產品YuMi,它是第一款雙臂輕型人機協作型機器人,而其每個單臂均為七個自由度,機身重量為38千克。其每條手臂的負載為0.5千克,重復定位精度可達到0.02毫米,因此特別適合小件裝配、消費品、玩具等領域。從機械手表的精密部件,到手機、平板電腦,以及臺式電腦零件的處理,對于YuMi來說都不在話下,而這正體現出該款冗余度機器人表現出的擴大可達工作空間、靈活敏捷、精確等種種優良特性。
圖ABBYuMi機器人(左雙臂、右單臂)
日本著名機械制造企業那智不二越已開發出多款七軸機器人產品。早在2007年底,那智不二越便開發出七自由度的機器人“PrestoMR20”。通過采用七軸設計,使得機器人能夠像模仿人類手臂那樣執行更加復雜的工作流程,在狹窄的工作區域運動。另外,機器人前端部分(手腕)的扭矩增加到了原來傳統六軸機器人的約兩倍左右,標準配置的扭矩為20千克,通過設定動作范圍,最大可搬運30千克的物品,工作范圍達到1260毫米,重復定位精度為0.1毫米。通過采用七軸結構,MR20在機床上取放工件時可從機床側面進行作業。這樣一來,就提高了事前準備和維護等作業效率。機床間的空間能夠縮小至傳統六軸機器人的一半以下。
圖 智不二越PrestoMR20
除此之外,那智不二越還發布了MR35(負載為35千克)、MR50(負載為50千克)兩款可在狹小空間和有障礙物場所的應用場合使用的工業機器人。
圖 那智不二越MR35/50機器人
日本DAIHEN集團歐地希推出了最新的七軸機器人(FD-B4S、FD-B4LS、FD-V6S、FD-V6LS、FD-V20S)。由于有第七軸的回轉,它們可以實現像人的手腕一樣的扭轉動作,能夠實現一周以上的焊接;另外,七軸機器人(FD-B4S、FD-B4LS)將焊接電纜內藏于機器人本體,因此在示教作業時無需在意機器人與焊接夾具及工件間的干涉,動作非常順暢,焊接姿態自由度也得到了提高,能夠彌補傳統機器人因與工件或焊接夾具的干涉而造成無法進入焊接的缺憾。
圖 歐地希七軸工業機器人FD-V6S歐地希FD-B4S
Baxter機器人自重74千克,擁有兩個七自由度機器臂,單臂最大工作范圍為1210毫米。Baxter可同時處理不同的兩項任務以增加適用性,或者實時處理同一任務以實現輸出最大化。
圖 Baxter機器人
Sawyer在很多方面與Baxter類似。其柔性關節采用了相同的串聯彈性驅動器,但其關節所采用的驅動器被重新設計,使其更小巧。由于采用了七軸的設計,并且工作范圍擴展至100毫米,因此能完成負載更大的工作任務,載荷可達到4千克,比Baxter機器人2.2千克的有效載荷大了不少。
圖 Sawyer機器人