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Hollow Wrist 工业机器人的中空手腕

LT — Sun, 20 Sep 2009 14:01:03 +0000

看到 Hollow Wrist 这个词是在 COMAU (柯马)为上海埃森展(2009.06.02-2009.06.05)的海报上，柯马称其中文名称为“中空机械腕”，不过LT从别处看拍的展会照片来看，COMAU并没有展出这类机器人，这个还有待确认。而在刚刚结束的德国埃森展(2009.09.14-2009.09.19)上，KUKA(库卡)展出了具有Hollow Wrist概念的新型号机器人。

工业机器人的结构设计有跟风的趋势，或者也可以说不同时期不同的设计理念，最早的比如平行四杆机构，后来的3轴直接悬臂结构，用机械弹簧替代气体弹簧，各大品牌都是一窝蜂的跟进，现在看来hollow wrist也是一种趋势。从目前的机器人机构来看，第1、2、4轴已经可以做到中空，电缆和气管等可以从中穿过，但是对于6轴，夹具上电缆气管等只好走外面然后再到工具上，这样，在实际生产中，电缆的布线就是要十分注意讲究，不然在机器人高速运转时，上臂带着管线一起飞舞，电缆和气管就有被甩坏拉坏的可能性。Hollow wrist结构的出现，使第6轴也中空，它能使所有的管线位于机器人手臂内部，最大程度上避免了上种情况，从而简化了编程和布线环节。

COMAU的具有hollow wrist的机器人为Smart NJ4系列，目前NJ4有NJ4 170-2.5 和 NJ4 175-2.2 两个型号，可以直接点击这里下载pdf详细文档，里面有详细的参数介绍，还有鲜活的图片展示。

The third generation of “Hollow wrist” robot family signed Comau Robotics:
the new spot welding reference. Ten years experience in designing hollow wrist robots together with the new parallelogram structure of latest generation of industrial robots: SMART NJ4. The structure of the robot NJ4 “hollow wrist” makes it possible to keep all the welding gun service and power cables inside the robot. It provides agility, penetrability and applicability characteristics that, at present, cannot be found elsewhere on the market.

Technical Features:

Integrated dressing from the base to the flange of the robot.
Parallelogram structure with no balancing mass.
Perfect symmetry of the mechanical structure.
Strong, agile and streamlined kinetic structure.
Reduction in cycle-time.
Low power consumption: energy saving, up to 25% more
Possibility of installation both on floor and at ceiling
5 years full warranty on integrated dressing
Integrated dressing from the base to the flange.

KUKA是2007年引入hollow wrist的概念的，按照todayrobot的介绍，这个结构是最先应用在 KR 5 arc HW (HW顾名思义就是Hollow Wrist的缩写)这个型号的，在2009.09.14-2009.09.19的德国埃森展上，KUKA展出了同样应用hollow wrist结构的机器人，负载为16Kg的KR 16 arc HW 和 KR 16 L8 arc HW两款型号。具体介绍可看这里。

KUKA Roboter presents the absolute specialist for arc welding: the KR 5 arc HW (Hollow Wrist). This new robot type offers several features that put it in a class of its own. The 50 mm opening in the arm and wrist, for example, allows the arc welding dress package to be routed in the protective interior of the arm. This not only shields the dress package from mechanical influences, but also prevents undesirable whiplash motion during reorientation of the robot. Both torsion-type dress packages and infinitely rotating arc welding dress packages are possible. For the user, this means not only improved component accessibility and optimal protection of the dress package, but also simplified offline programming.

有意思的是同样是Hollow Wrist设计概念的机器人，COMAU的产品是定位于点焊，而KUKA的产品是定位于弧焊。明年将在北京展示的第十五届北京埃森展，又会出现什么样的新技术呢？拭目以待。

p.s. 关于更多机器人的中空手腕，请看achencan的帖子：http://robot.5d6d.com/thread-241-1-1.html

经济危机使机器人产业停滞甚至倒退

LT — Thu, 16 Jul 2009 03:57:17 +0000

经济危机真不是个好东西，由于世界范围内的经济危机，使人们对电子和汽车等产品需求下降，直接导致制造业的低迷，而机器人产业则首当其冲。美国，日本国内的工业机器人产业正在遭遇最坏的时刻，一片萧条。比如安川机器人去年利润减少60%，降为7,200万美元，预计今年将会亏损。

原文如下： http://www.nytimes.com/2009/07/13/technology/13robot.html

工业机器人应用的模式

LT — Sun, 05 Jul 2009 14:01:10 +0000

无论是编程还是仿真，均是由加工对象决定的。抛开机器人本身的限制，当一个个应用方案成熟后，那么设计模式也就慢慢建立起来。先说说虚拟仿真，拿五轴数控机床加工来说，CAM软件是必备的，否则对于复杂的工艺真的是无从下手。可以看下面的视频。

对于机器人来说，复杂的轨迹是当前示教模式的致命弱项，所以，就有一些专门的CAD软件来辅助做这些事情，如ABB的Robot studio等一系列虚拟建模仿真软件，如果合理运用，就可以极大提高设计速度。下图以另一个著名的机器人辅助软件RobotWorks应用的视频来说明，生成一段连续的不规则的轨迹的过程。

工业机器人的规范操作–现场操作员的素养

LT — Fri, 22 May 2009 07:43:33 +0000

麻烦是这样来的，当某日机器人宕机，比如电缆故障、系统崩溃等，机器人的resolver counter丢失同步，此时要重新update，当你辛苦做完后，试车机器人轨迹点位，却头大了，点位有偏差！而且不是一个两个点位，且这些点位也不是有规律分布。你所能做的就是只好耐着性子，逐个把点位调整好，整套做下来你会发现宝贵的几小时时间也不在，调点也搞得精疲力竭。

问题是怎样产生的呢？原因就是上一次为此机器人做resolver counter update的操作者并没在机器人的姿态位于正确位置时，进行了更新counter的操作，然后在此错误的前提下又进行了调点的操作。然后下一位操作者又重新做了正确的counter update，于是就面临着点位又一次的调整。

要解决这个问题，可以从两方面着手：一是从机器人本身的设计来说，二是从规范机器人操作员本身的素养来说。

一机器人本身来说

1、备份电池功能失效。counter信息需要由电池电力来保存，一旦电池不足维持记忆，而控制柜又意外断电，那么丢失counter就在所难免。所以维护方面要做好备份电池的及时更换。

2、电缆失效。工作现场的环境恶劣可能会造成电缆的短路、短路，一旦发生，机器人轻则counter丢失、系统损坏，重则损坏硬件。这种失效只能一方面希望生产厂家能采用更高质量的电缆，另一方面使用厂家也应做好生产环境的妥善管理。

3、机器人的设计。生产厂家可以考虑有更方便的集成调零程序和设备，以便发生丢失counter时，能有操作的一致性。

二从规范机器人操作员素养来说

1、一定要强化做counter update时，机器人各关节一定要位于正确位置的必要性。目前来说工厂大，机器人分布广，操作人员不统一，也是此问题的最大头疼点。

2、培训操作员的理论知识，比如为什么要做counter，以及该在怎样的情况下来做。熟悉机器人结构理论，才会有正确的操作，比如常见的有四连杆机构的IRB2400的2轴和3轴就应该让操作员理解这两轴是有关联的，只有将2轴位于正确的位置，才有可能操作3轴。

工具并不是完美的，这就需要有一套科学的管理流程来最大化降低工具的弱点。写到最后，在别处看到一句话我想很适合做结尾：归零，是否就能回到原点？

KUKA 机器人本体是怎么组装的？

LT — Fri, 10 Apr 2009 04:51:00 +0000

在我们一般人印象中，好像机器人什么都能做，理所当然地想到用机器人生产机器人，但实际上看了这段影片，你会发现大名鼎鼎的kuka机器人，基本上也还是靠人工装配的。

看看这个宣传片

http://v.youku.com/v_show/id_XNjMxOTM1MTI=.html

ABB RobotWare Assembly FC

LT — Sat, 23 Aug 2008 17:24:00 +0000

http://v.youku.com/v_show/id_XMzcxNDk5MjA=.html

这是一个关于ABB Robot 和 ATI 的传感器组合用于柔性组装的视频

这里还有更多的视频：
http://www.ati-ia.com/library/video_listing.aspx

一些大学的机器人视频

LT — Thu, 07 Aug 2008 02:56:00 +0000

视频可自行进入网址观看 http://www.robot.lth.se/videos/index.shtml

倒立摆

力反馈

WII控制机器人揭密

LT — Fri, 20 Jun 2008 07:26:00 +0000

WII 自带3D加速度传感器,于是爱好者便用来控制某些东西，比如机器人。在“于仁颇黎”的blog上看到这个视频，感觉的传感器对于机器人来说实在太重要了。没有传感器的机器人犹如没有灵魂的躯体，只能机械地执行命令，从一个点移到另一个点。

于仁颇黎的帖子 http://brucebot.blogbus.com/logs/23237655.html 他那里总能发现一些好玩的。
youtube的地址： http://www.youtube.com/watch?v=7Y7Mr56dcQE

在这个帖子里，网友解剖了WII，看看到底3D加速度传感器是哪块芯片呢？http://www.ouravr.com/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=1115819&bbs_page_no=1&bbs_id=1025

原来是 ADI XL330K 这个元件

用 ADXL330 关键字在淘宝一搜，发现有的卖了

ADXL105    ADXL150                     单轴加速度计
ADXL202    ADXL203CE ADXL210 双轴加速度计
ADXL330　ADXL320                     三轴加速度计

关于330的运用，这里还有一个帖子

http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=966857&bbs_page_no=1&bbs_id=1025

并联机构和机器人

LT — Fri, 09 Nov 2007 20:37:00 +0000

我们常见的机器人是6轴串联的，所以同时也存在着并联的。下面的例子一个做输入，一个做输出。

A
Omega.x haptic device
Omega.x haptic device是Force dimension公司的一力反馈设备，其精度非常高，使用其重力补偿，实时速度监控等功能可以极好的实现微小的控制．

几个相关应用

Sensei? Robotic 机器人心脏手术系统

http://chinarobot.bokee.com/6384818.html

机器外科医生和人类在「呕吐彗星号」上打擂台

http://cn.engadget.com/2007/11/08/robot-surgeons-compete-with-humans-aboard-the-vomit-comet/

B
ABB的并联机器人

并联机床

机械零点和调零

LT — Sat, 25 Aug 2007 21:44:00 +0000

ABB和KUka的工业机器人都有调零这一步骤，然而，kuka的调零似乎要方便准确很多。现场工作环境因素的不确定，常常导致丢失counter，不得不将机器人本体各关节恢复到零点，然后update counter。ABB工业机器人的调零很是不方便，需要用肉眼瞅着来做，在不在零点与否，取决于6个轴的标记是否对正，全凭肉眼辨别。kuka的就可以用电子调零来取代人工这一环节。

ABB的这种方式，导致很多维护问题：

1、调零困难。如果机器人现场摆放位置不利，比如高台，调零就是一个苦差事，爬上爬下。

2、导致点位偏移。为什么这么说呢，调零不是一个人做的，调点也不是一个人做的，如果某次由于意外，丢失counter，重新调零，可能与上次的标记位不一致，直接导致update counter后，点位发生偏差。

所以，如果要进行一些丢失counter的工作前，如果空间允许，一定要先走到零点。

这里还有一篇介绍: 零位校准

这里还有一篇具体演示操作： ABB机器人S4CIRB140原点设定方法