1.1 Υπόβαθρο Έρευνας
Με την ραγδαία πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας,έξυπνες δυνατότητεςσυνεχίζουν να βελτιώνονται, καθιστώντας την έξυπνη κατασκευή κυρίαρχη τάση στη βιομηχανική ανάπτυξη. Για παράδειγμα, στοιχεία που δημοσίευσε το Υπουργείο Βιομηχανίας Πληροφοριών της Κίνας δείχνουν ότι η εγχώρια έξυπνη κατασκευή πέτυχε αξιοσημείωτη ανάπτυξη 11,6% το 2023 - μια απόδειξη των συνεχών προσπαθειών και της τεχνολογικής καινοτομίας του έθνους σε αυτόν τον τομέα. Επιπλέον, ο αριθμός των καινοτομιών μεταξύ των επιχειρήσεων έξυπνης κατασκευής έχει αυξηθεί σημαντικά, καλύπτοντας τομείς όπως η κατασκευή εξοπλισμού υψηλής τεχνολογίας, τα προηγμένα υλικά και οι περιβαλλοντικές τεχνολογίες, αντανακλώντας τη ζωτικότητα και τον βαθύ μετασχηματισμό του κλάδου. Αυτή η τάση όχι μόνο έχει φέρει επανάσταση στις παραδοσιακές μεθόδους παραγωγής, αλλά και έχει επιταχύνει την αναβάθμιση της βιομηχανίας, ενισχύοντας τόσο την αποτελεσματικότητα όσο και την ποιότητα. Όλο και περισσότερο, οι αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής και τα βιομηχανικά ρομπότ αντικαθιστούν την ανθρώπινη εργασία.
Με την πρόοδο τουεποχή της έξυπνης κατασκευής, τα εξαιρετικά αυτοματοποιημένα και ευφυή τεχνολογικά χαρακτηριστικά των βιομηχανικών ρομπότ ευθυγραμμίζονται απόλυτα με τις αυξανόμενες απαιτήσεις της μεταποιητικής βιομηχανίας για υψηλή ακρίβεια, λειτουργική ευκολία και ευελιξία στις διαδικασίες παραγωγής. Αυτό έχει αυξήσει τη σημασία τους στην κατασκευή, καθιστώντας τα μια κεντρική δύναμη που οδηγεί τον βιομηχανικό μετασχηματισμό και την αναβάθμιση. Τα συνεργατικά ρομπότ - βιομηχανικές συσκευές ικανές να επιτύχουν τόσο τη συνεργασία μηχανής με μηχανή όσο και ανθρώπου-ρομπότ - έχουν αναδειχθεί ως βασικό επίκεντρο στην έρευνα ρομποτικής λόγω της αυτόνομης συμπεριφοράς και των συνεργατικών δυνατοτήτων τους, γεγονός που τα καθιστά ικανά να διαδραματίσουν κυρίαρχο ρόλο στη μελλοντική βιομηχανική ρομποτική. Στην τεχνολογία συνεργατικών ρομπότ, οι μετρήσεις απόδοσης των σερβοκινητήρων - συμπεριλαμβανομένης της ταχύτητας απόκρισης ροπής, της ακρίβειας ροπής, της ακρίβειας τοποθέτησης, της κατανάλωσης ενέργειας και της σταθερότητας της θερμοκρασίας - καθορίζουν άμεσα την απόδοση, τη σταθερότητα και την ακρίβεια κίνησης ενός ρομπότ. Ως ο πυρήνας ισχύος των ρομπότ, η απόδοση των σερβοσυστημάτων επηρεάζει κρίσιμα την ακρίβεια και την αξιοπιστία της κίνησης. Συγκεκριμένα, οι σερβοκινητήρες με άρθρωση παίζουν καθοριστικό ρόλο στην επίτευξη ακρίβειας τοποθέτησης. Ένας εξαιρετικός σερβοκινητήρας με άρθρωση εξασφαλίζει ακριβή τοποθέτηση και σταθερή κίνηση κατά τη διάρκεια σύνθετων εργασιών, ενισχύοντας έτσι την λειτουργική αποδοτικότητα και ελαχιστοποιώντας τα σφάλματα.
Το «14ο Πενταετές Σχέδιο για την Ανάπτυξη της Βιομηχανίας Ρομποτικών» δίνει έμφαση στην προώθηση της έρευνας σχετικά με τις έξυπνες ολοκληρωμένες ρομποτικές αρθρώσεις, με τις αρθρώσεις αυτές να είναι ιδιαίτερα κατάλληλες για συνεργατικά ρομπότ. Η εξαιρετικά ολοκληρωμένη σχεδιαστική τους ιδέα ενσωματώνει υποκείμενους ενεργοποιητές, αισθητήρες και οδηγούς απευθείας στην ίδια την αρθρωση, μετατρέποντας κάθε αρθρωση σε αυτόνομη μονάδα ελέγχου. Βελτιστοποιώντας την εσωτερική δομή και διάταξη, η κατανεμημένη αρχιτεκτονική ελέγχου μειώνει σημαντικά τον αριθμό των καλωδίων μεταξύ διαφορετικών επιπέδων συστήματος, μειώνοντας έτσι το κόστος συντήρησης και ενισχύοντας τη συνολική αξιοπιστία. Ο αρθρωτός σχεδιασμός διευκολύνει επίσης την ευκολότερη αντικατάσταση και συντήρηση των αρθρώσεων, ενισχύοντας σημαντικά την ανταγωνιστικότητα των συνεργατικών ρομπότ στην αγορά.
Οη έννοια των συνεργατικών ρομπότεισήχθη για πρώτη φορά το 1996, με τη φιλοσοφία σχεδιασμού του να φέρει επανάσταση στην παραδοσιακή ρομποτική, επιτρέποντας συντονισμένες λειτουργίες μεταξύ ρομπότ και ανθρώπων στις γραμμές παραγωγής. Αυτή η συνεργατική προσέγγιση όχι μόνο αξιοποιεί την αποτελεσματικότητα και την ακρίβεια των ρομπότ, αλλά ενσωματώνει επίσης την ανθρώπινη νοημοσύνη και ευελιξία, ενισχύοντας την επιχειρησιακή αποδοτικότητα και ρευστότητα. Σε σύγκριση με τα συμβατικά βιομηχανικά ρομπότ, τα συνεργατικά ρομπότ παρουσιάζουν ξεχωριστά χαρακτηριστικά, καθιερώνοντας τον εαυτό τους ως μια σημαντική υποκατηγορία στον τομέα της ρομποτικής. Τόσο οι φυσικές τους δομές όσο και τα συστήματα ελέγχου τους έχουν υποστεί σημαντικές τροποποιήσεις. Τα παραδοσιακά βιομηχανικά ρομπότ - όπως οι διαμορφώσεις ρομποτικών βραχιόνων που απεικονίζονται στο Σχήμα 1 - χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές παλετοποίησης, χειρισμού υλικών, συγκόλλησης και κοπής με λέιζερ. Ενώ αυτά τα ρομπότ διαθέτουν υψηλή ακαμψία, δομική σταθερότητα και ισχυρή ικανότητα φέρουσας ικανότητας, παρουσιάζουν επίσης περιορισμούς: σχετικά μεγάλο μέγεθος και μάζα, σημαντική αδράνεια κίνησης, ογκώδη σχέδια με χαμηλή ευελιξία και αδυναμία εκτέλεσης εξαιρετικά ευέλικτων εργασιών συναρμολόγησης. Επιπλέον, η σημαντική αδρανειακή ορμή τους και οι κινήσεις υψηλής ταχύτητας θέτουν σημαντικούς κινδύνους για την ασφάλεια του προσωπικού εντός της επιχειρησιακής τους ακτίνας, καθιστώντας απαραίτητη τη λειτουργία εντός κλειστών κλειστών χώρων.
Σχήμα 1 Παραδοσιακοί βιομηχανικοί ρομποτικοί βραχίονες και συνεργατικά ρομπότ
Τα συνεργατικά ρομπότ επιτρέπουν την ταυτόχρονη λειτουργία με ανθρώπους σε κοινόχρηστους χώρους και διευκολύνουν την αλληλεπίδραση σε κοντινή απόσταση εντός των ζωνών συνεργασίας. Σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς ρομποτικούς βραχίονες, τα συνεργατικά ρομπότ συνήθως φέρουν μέγιστο φορτίο 20 κιλών στο άκρο τους, με εμβέλεια λειτουργίας συγκρίσιμη με αυτήν της εμβέλειας ενός ανθρώπινου βραχίονα. Η δομή τους είναι απλούστερη από αυτή των συμβατικών βιομηχανικών ρομποτικών βραχιόνων που διαθέτουν πολύπλοκους μηχανισμούς μετάδοσης, ενώ προσφέρουν ευαίσθητη ανάδραση δύναμης, ελαφριά ευελιξία και ισχυρές δυνατότητες αντίληψης. Αυτά τα χαρακτηριστικά τους επιτρέπουν να προσαρμόζουν δυναμικά τη δύναμη κατά τη διάρκεια των ανθρώπινων αλληλεπιδράσεων, αποτρέποντας αποτελεσματικά τις βίαιες ζημιές. Κατά συνέπεια, τα συνεργατικά ρομπότ μπορούν να συνεργάζονται με ασφάλεια με ανθρώπους για την ολοκλήρωση εργασιών χωρίς να απαιτούν παραδοσιακά προστατευτικά κιγκλιδώματα.
Τα συνεργατικά ρομπότ συμμετέχουν σε λειτουργίες άμεσης επαφής με τον άνθρωπο. Συνεπώς, η ασφάλεια αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση στη συνεργασία ανθρώπου-ρομπότ. Είναι απαραίτητο να ελέγχεται αυστηρά η λειτουργική ισχύς και η περιστροφική ροπή, ενώ παράλληλα χρησιμοποιούνται τεχνικά μέτρα όπως ο έλεγχος ρεύματος, ο έλεγχος ροπής, οι αισθητήρες επαφής και η ανίχνευση σύγκρουσης, για την πρόληψη τραυματισμών στο προσωπικό. Τα έξυπνα συστήματα ελέγχου κίνησης των ρομπότ απαιτούν επίσης περαιτέρω βελτιστοποίηση για τη διαχείριση της ασφάλειας, επιτρέποντας τον προσαρμοστικό ομαλό έλεγχο μέσω δυναμικών υπολογισμών και μοντελοποίησης βασισμένης σε παρατηρητές.
Σε μια πρόσφατη μελέτη, η Διεθνής Ομοσπονδία Ρομποτικής (IFR) τόνισε ότι η μελλοντική ανάπτυξη ρομπότ θα παρουσιάζει κυρίως τάσεις προς την απλότητα, την ευκολία χρήσης, την ευελιξία και την ασφαλή συνεργασία. Τα βιομηχανικά ρομπότ θα επιτύχουν σταδιακά υψηλότερα επίπεδα αυτοματισμού και νοημοσύνης. Ο φιλικός προς τον χρήστη σχεδιασμός τους θα μειώσει τα λειτουργικά εμπόδια, επιτρέποντας σε περισσότερες επιχειρήσεις να αξιοποιήσουν αβίαστα την τεχνολογία ρομποτικής για να βελτιώσουν την αποδοτικότητα της παραγωγής. Εν τω μεταξύ, τα σχέδια που διαθέτουν ευελιξία και δυνατότητες ασφαλούς συνεργασίας θα επιτρέψουν στα ρομπότ να προσαρμόζονται καλύτερα σε ποικίλα και πολύπλοκα περιβάλλοντα παραγωγής, διευκολύνοντας τη συνεργασία ανθρώπου-ρομπότ και προωθώντας περαιτέρω την έξυπνη και αποτελεσματική ανάπτυξη της βιομηχανικής παραγωγής.
Σχήμα 2: Περιοχή εργασίας του συνεργατικού ρομπότ
1.2 Σημασία της Έρευνας
Στην τρέχουσα αγορά συνεργατικής ρομποτικής, τα ρομπότ επτά βαθμών ελευθερίας προτιμώνται για το εκτεταμένο λειτουργικό τους εύρος και την ευελιξία τους. Αυτά τα ρομπότ παρέχουν πλεονάζοντες βαθμούς ελευθερίας, προσφέροντας μεγαλύτερες δυνατότητες για βιομηχανικό αυτοματισμό και έξυπνη κατασκευή. Κάθε βαθμός ελευθερίας επιτυγχάνεται μέσω μιας ρομποτικής άρθρωσης, η οποία χρησιμεύει ως κρίσιμος παράγοντας για τον προσδιορισμό της ρομποτικής απόδοσης. Οι τέσσερις μεγάλοι κατασκευαστές - FANUC, ABB, Yaskawa και KUKA - χρησιμοποιούν ο καθένας ξεχωριστά συστήματα μετάδοσης στους παραδοσιακούς βιομηχανικούς ρομποτικούς βραχίονες τους. Ωστόσο, ουσιαστικά χρησιμοποιούν σερβοκινητήρες σε συνδυασμό με κωνικούς οδοντωτούς τροχούς, οδοντωτούς τροχούς ή σύγχρονους ιμάντες για τη μετάδοση ισχύος στις αρθρώσεις για περιστροφή. Αυτές οι μέθοδοι μετάδοσης περιορίζουν το μέγεθος των ρομποτικών αρθρώσεων. Ενώ η επίτευξη υψηλής ακρίβειας είναι δυνατή, η σμίκρυνση παραμένει δύσκολη. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, τα παραδοσιακά βιομηχανικά ρομπότ απαιτούν εξωτερικούς πίνακες ελέγχου που στεγάζουν σερβοκινητήρες κινητήρα, με πολλά καλώδια που συνδέουν κάθε κινητήρα με το περίβλημα, περιορίζοντας έτσι την ευέλικτη ανάπτυξη συστημάτων ελέγχου.
Σχήμα 3 Παραδοσιακό βιομηχανικό ρομπότ και πίνακας ελέγχου
Δεδομένου ότι οι παραδοσιακές διαμορφώσεις αρθρώσεων των βιομηχανικών ρομποτικών βραχιόνων δεν μπορούν πλέον να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις των συνεργατικών ρομπότ, αυτές οι αρθρώσεις έχουν εγκαταλείψει τους συμβατικούς μηχανισμούς μετάδοσης υπέρ μιας νέας φιλοσοφίας σχεδιασμού. Αυτή η προσέγγιση εστιάζει στην επίτευξη ελαφρών, χαμηλής τάσης και άκρως ολοκληρωμένων συστημάτων ενσωματώνοντας τον ελεγκτή, τον σερβοκινητήρα και τον κινητήρα μέσα στην ίδια την αρθρωση, με τις υποκείμενες ηλεκτρικές συνδέσεις να εφαρμόζονται επίσης εσωτερικά. Μόνο ένας ελάχιστος αριθμός διεπαφών ελέγχου εκτίθεται εξωτερικά, απλοποιώντας την εξωτερική καλωδίωση και μειώνοντας την πολυπλοκότητα της μηχανικής. Ένας τέτοιος σχεδιασμός αναφέρεται ως ολοκληρωμένη αρθρωση.
Δεδομένων των τρεχουσών αναγκών ανάπτυξης και τάσεων στις συνεργατικές ρομποτικές αρθρώσεις, ο σχεδιασμός μιας ελαφριάς, χαμηλής τάσης, υψηλής ενσωμάτωσης και υψηλής απόδοσης ενσωματωμένης συνεργατικής ρομποτικής αρθρώσεως είναι ιδιαίτερα κρίσιμος. Μια τέτοια ενσωματωμένη αρθρώση ενσωματώνει όλα τα απαραίτητα εξαρτήματα που απαιτούνται για την κίνηση της αρθρώσης - συμπεριλαμβανομένων ενεργοποιητών, ελεγκτών, οδηγών και αισθητήρων - και μπορεί να λειτουργήσει ανεξάρτητα ως αυτόνομη μονάδα. Όταν συνδέεται με τον κύριο ελεγκτή ή άλλες μονάδες μέσω απλών διαύλων ισχύος και ελέγχου, αυτός ο σχεδιασμός υψηλής συνοχής αλλά χαμηλής ζεύξης βελτιώνει σημαντικά την επεκτασιμότητα των συνεργατικών ρομπότ. Χρησιμοποιώντας αυτήν την ενσωματωμένη αρθρωτή αρθρωτή αρθρώση και συνδυάζοντάς την με ρομποτικούς βραχίονες και τελικούς ενεργοποιητές κατάλληλου μεγέθους, μπορούν εύκολα να συναρμολογηθούν συνεργατικά ρομπότ προσαρμοσμένα στις διάφορες απαιτήσεις.
Σχήμα 4 Σχηματικό διάγραμμα της αρθρωτής σύνδεσης
Η έρευνα σχετικά με τις ολοκληρωμένες αρθρώσεις για συνεργατικά ρομπότ και τα συστήματα σερβοελέγχου τους έχει σημαντική σημασία για την πρόοδο της συνεργατικής ρομποτικής. Οι βασικές τεχνολογίες αυτών των ολοκληρωμένων αρθρώσεων αποτελούνται από δύο βασικά στοιχεία: αρμονικούς μειωτήρες και συστήματα ελέγχου κίνησης αρθρωτού κινητήρα, μαζί με τους αντίστοιχους αλγόριθμους ελέγχου τους. Η Zhixin Drive Technology (Shijiazhuang) Co., Ltd. εστιάζει την έρευνά της σε συστήματα ελέγχου κίνησης αρθρωτού κινητήρα για συνεργατικά ρομπότ, διεξάγοντας εις βάθος μελέτες σχετικά με την κίνηση και τους μηχανισμούς ελέγχου του αρθρωτού κινητήρα. Η εταιρεία αναπτύσσει μια σειρά από εξαιρετικά έξυπνα ολοκληρωμένα προϊόντα κινητήρων ρομποτικών αρθρώσεων που επιτρέπουν πιο ευέλικτες και αξιόπιστες δυνατότητες ελέγχου για συνεργατικές αρθρώσεις ρομπότ, ενσωματώνοντας παράλληλα κρίσιμα χαρακτηριστικά όπως η αυτοαντίληψη, η έξυπνη λήψη αποφάσεων, η επιδέξια εκτέλεση και ο ακριβής έλεγχος - ικανοποιώντας έτσι τις απαιτήσεις της ανάπτυξης έξυπνου εξοπλισμού.
2 Τρέχουσα Ερευνητική Κατάσταση Εγχώρια και Διεθνώς
Το 1956, ο Αμερικανός φυσικός Τζο Ένγκελμπεργκερ και ο εφευρέτης Τζορτζ Ντέβολ ίδρυσαν μια εταιρεία ρομποτικής με την επωνυμία Unimation, η οποία ανέπτυξε με επιτυχία το πρώτο βιομηχανικό ρομπότ στον κόσμο, το Unimate, το 1959.
Η General Motors χρησιμοποίησε για πρώτη φορά ρομπότ στη βιομηχανική παραγωγή στις εγκαταστάσεις της στο Νιου Τζέρσεϊ το 1961. Το 1969, η Ιαπωνία εισήγαγε ρομπότ από την Unimation, αργότερα παραχωρώντας άδεια χρήσης της τεχνολογίας της στην Kawasaki Heavy Industries και στην KUKAI Corporation, με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο, για δραστηριότητες κατασκευής ρομπότ στην Ιαπωνία και το Ηνωμένο Βασίλειο, αντίστοιχα. Με την πρόοδο της αυτοκινητοβιομηχανίας της Ιαπωνίας, ένας αυξανόμενος αριθμός ρομπότ έχει αντικαταστήσει την ανθρώπινη εργασία στην παραγωγή, αποδεικνύοντας πλήρως την πρακτική τους αξία. Κατά συνέπεια, η Ιαπωνία έχει δώσει αυξανόμενη έμφαση στην ανάπτυξη της βιομηχανικής ρομποτικής. Ξεκινώντας με την Kawasaki Heavy Industries ως πρωτοπόρο στην υιοθέτηση της τεχνολογίας ρομπότ, ακολουθούμενη από την εμφάνιση παγκοσμίου φήμης εταιρειών ρομποτικής όπως η FANUC και η Yaskawa, η Ιαπωνία έχει γίνει ένα από τα έθνη που κατακτούν τις τεχνολογίες αιχμής της ρομποτικής παγκοσμίως.
Το 1973, η γερμανική εταιρεία KUKA τροποποίησε το ρομπότ Unimate για να δημιουργήσει το πρώτο ρομπότ έξι βαθμών ελευθερίας, το Famulus, που τροφοδοτείται από ηλεκτρικό κινητήρα. Το 1974, η ASEA (ο προκάτοχος της ABB), μια σουηδική εταιρεία γενικής ηλεκτρικής ενέργειας, ανέπτυξε το πρώτο πλήρως ηλεκτρικό ρομπότ στον κόσμο, το IRB 6, που ελέγχεται από μικροεπεξεργαστή, βελτιώνοντας σημαντικά τη ρομποτική νοημοσύνη. Το 1978, η αμερικανική εταιρεία Unimation χρησιμοποίησε ευρέως το βιομηχανικό ρομπότ PUMA στις γραμμές συναρμολόγησης της General Motors, αποδεικνύοντας περαιτέρω την πρακτικότητα και την αξία των βιομηχανικών ρομπότ και σηματοδοτώντας την πλήρη ωριμότητα της τεχνολογίας βιομηχανικής ρομποτικής, θέτοντας έτσι μια σταθερή βάση για τις επόμενες τεχνολογικές εξελίξεις.
Κατά τη διάρκεια των περισσότερων από τεσσάρων δεκαετιών ανάπτυξης της βιομηχανικής ρομποτικής, οι τεχνολογικές εξελίξεις ήταν συνεχείς. Ωστόσο, για λόγους ασφαλείας, τα ρομπότ συνήθως είναι τοποθετημένα σε συγκεκριμένους σταθμούς εργασίας και απομονωμένα από κιγκλιδώματα, εμποδίζοντάς τα να εργάζονται δίπλα-δίπλα με ανθρώπους στον ίδιο χώρο. Αυτή η παραδοσιακή διαμόρφωση περιορίζει τη συνεργασία ανθρώπου-ρομπότ, καθιστώντας δύσκολη την επίτευξη πραγματικά αποτελεσματικών συνεργατικών λειτουργιών. Παρά τις πολυάριθμες προσπάθειες και εξερευνήσεις, η επίτευξη ασφαλούς συνεργασίας ανθρώπου-ρομπότ παραμένει μια σημαντική πρόκληση στον τομέα της βιομηχανικής ρομποτικής.
Μόλις το 2005, ένα σημαντικό έργο που χρηματοδοτήθηκε από την ΕΕ εισήγαγε την έννοια των συνεργατικών ρομπότ. Η πρωτοβουλία αυτή έφερε κοντά κορυφαίες εταιρείες βιομηχανικής ρομποτικής, όπως οι ABB, KUKA, Reis, Comau και Gudel, για να αναπτύξουν από κοινού ένα προσιτό, συμπαγές και ευέλικτο ρομπότ, ειδικά σχεδιασμένο για μικρές και μεσαίες επιχειρήσεις, με στόχο τη μείωση της εξάρτησης από την εξωτερική ανάθεση εργασίας. Αυτό το έργο τόνισε ρητά τις δυνατότητες της συνεργασίας ανθρώπου-ρομπότ, θέτοντας μια σταθερή βάση για την έννοια των συνεργατικών ρομπότ.
Τα πρώτα συνεργατικά ρομπότ ήταν κυρίως τροποποιήσεις και εφαρμογές παραδοσιακών βιομηχανικών ρομπότ, χωρίς να αλλοιωθεί ριζικά η φιλοσοφία σχεδιασμού τους ή οι τρόποι λειτουργίας τους. Από την ίδρυσή της το 2005, η Universal Robots έχει αφιερωθεί στην ανάπτυξη συνεργατικών ρομπότ ικανών να εργάζονται με ασφάλεια παράλληλα με ανθρώπους-εργάτες. Το 2009, η εταιρεία λάνσαρε το UR5 - το πρώτο συνεργατικό ρομπότ στον κόσμο - σηματοδοτώντας την αυγή αυτής της εποχής. Στη συνέχεια, η Rethink παρουσίασε το Baxter διπλού βραχίονα και το νέο ρομπότ Sawyer μονού βραχίονα, καθιερώνοντας σταδιακά τη συνεργατική ρομποτική ως έναν αναγνωρισμένο και αποδεκτό κλάδο στη βιομηχανική ρομποτική. Αυτή η πρόοδος έχει προσφέρει νέες γνώσεις και κατευθύνσεις για τον μελλοντικό βιομηχανικό αυτοματισμό και την έξυπνη ανάπτυξη.
Σχήμα 5: Ρομπότ UR5 και ρομπότ Sawyer Baxter
Η εταιρεία ρομπότ Siasun, συνδεδεμένη με το Ινστιτούτο Αυτοματισμού Shenyang της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, παρουσίασε για πρώτη φορά ένα ευέλικτο συνεργατικό ρομπότ επτά αξόνων που αντιπροσωπεύει το προηγμένο τεχνολογικό επίπεδο της Κίνας στην Έκθεση Βιομηχανικών Προϊόντων τον Νοέμβριο του 2015. Έκτοτε, πολλά εγχώρια μοντέλα συνεργατικών ρομπότ, όπως τα Luoshi και Aobo, έχουν σταδιακά κερδίσει αναγνώριση.
Όσον αφορά τις ρομποτικές αρθρώσεις, η κύρια διάκριση μεταξύ των συνεργατικών ρομποτικών αρθρώσεων και εκείνων των παραδοσιακών βαρέων βιομηχανικών ρομπότ έγκειται στην «ευελιξία» τους. Αυτή η ευελιξία εκδηλώνεται μέσω της χαμηλότερης μηχανικής ακαμψίας, της μειωμένης αδράνειας και της ικανότητας ανίχνευσης ροπής. Επί του παρόντος, η ευελιξία των αρθρώσεων που χρησιμοποιείται στους συνεργατικούς ρομποτικούς βραχίονες προέρχεται κυρίως από τον ακριβή έλεγχο θέσης και τον έλεγχο ροπής.
Σχήμα 6 Τυπική δομή της ολοκληρωμένης άρθρωσης σε συνεργατικά ρομπότ
Μια επισκόπηση της τρέχουσας έρευνας αποκαλύπτει ότι η ανάπτυξη της ρομποτικής στην Κίνα ξεκίνησε αργότερα από αυτήν χωρών όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Ιαπωνία. Η έρευνα για τα συνεργατικά ρομπότ εξακολουθεί να υστερεί σημαντικά σε σχέση με τα υπάρχοντα διεθνή προϊόντα, με βασικά σημεία συμφόρησης να εντοπίζονται στους αρμονικούς μειωτήρες και τα συστήματα ελέγχου κίνησης με αρθρώσεις. Τα εγχώρια συνεργατικά ρομπότ έχουν επί του παρόντος σημαντικά περιθώρια βελτίωσης στις δυνατότητες ελέγχου των αρθρώσεων, ιδίως όσον αφορά την ακρίβεια ελέγχου και τον έξυπνο έλεγχο. Επιπλέον, οι παγκόσμιες τάσεις στην έρευνα ρομποτικής δείχνουν ότι η ασφάλεια, η ευελιξία και η νοημοσύνη είναι κυρίαρχα χαρακτηριστικά της τεχνολογικής προόδου. Οι αρθρώσεις των ρομπότ εξελίσσονται προς εξαιρετικά ολοκληρωμένα συστήματα ελέγχου κίνησης και μεγαλύτερη νοημοσύνη. Παρόλο που οι συνεργατικές αρθρώσεις ρομπότ έχουν μεταβεί από τον παραδοσιακό κεντρικό έλεγχο σε κατανεμημένες αρχιτεκτονικές ελέγχου κίνησης, επί του παρόντος εκτελούν μόνο κινήσεις που κινούνται με κινητήρα, χωρίς δυνατότητες αυτόνομης αντίληψης, έξυπνης λήψης αποφάσεων και επιδέξιας εκτέλεσης - με αποτέλεσμα σχετικά χαμηλά επίπεδα νοημοσύνης. Εξακολουθεί να υπάρχει σημαντικό δυναμικό για την επέκταση της ζήτησης για έξυπνα ρομποτικά συστήματα.
Ώρα δημοσίευσης: 22 Μαΐου 2026
