协作机器人研究目的和意义论文

在新一代信息技术、人工智能、先进制造技术等新技术革新浪潮推动下，全球制造业正从组织模式、生产模式、服务模式等方面发生重大变革，以德国“工业 ”为代表的智能制造创新模式得到世界各国的青睐。智能制造技术的快速推广为工业机器人行业发展提供了巨大的市场机遇。协作机器人作为工业机器人家族的后起之秀，近年来，在各大厂商和资本市场的持续关注下，其创新应用模式不断涌现，应用场景日益多元化。同时，协作机器人近年来应用面越来越广且受到了市场的广泛好评，这主要是因为其凭借着柔顺性好、灵活度高、操作简便等优势已经能够在生产线上很好地辅助工作并创造价值。协作机器人的应用领域十分广泛，它可以担当许多角色，通常大多数为服务角色和工业角色。服务型协作机器人用于在公共场所提供信息、运输货物或提供安全保护。工业型协作机器人则具有多种应用，包括但不限于拾取和放置、包装和码垛、组装、机器维护、表面精加工以及质量测试和检查。举例如下：1. 拾取和放置拾取和放置任务是指将工件拾取然后放置在某一指定位置。协作机器人在实际工作过程中可以利用这项操作从托盘或传送带上拾取物件,主要是应用于包装还有分拣工作。2. 包装码垛物品的包装和码垛属于拾取和放置类别里的一个子类。物品需要简单的收缩包装、以及箱体装配装载和整理、协作机器人可以将物品箱体放置托盘准备发运。这种类型的工作重复率高,同时需要一定的承载能力,这就十分适用于协作机器人3. 机床看护由于机器的运行需求,工作过程中可能需要更换刀具或补充原料，看护类的协作机器人在提示下可以知道何时进入下一生产周期，从而可以知道何时需要替换刀具和补充原料，做到及时补充。4. 研磨抛光协作机器人也可以提供精加工所需的力度、重复性和精确度，可以完成比如抛光、研磨、去毛刺等工作。5. 质量检测协作机器人还可以对零件进行质量检测，比如对成品零件的全面检测、对精密加工件拍摄高分辨率图片检测等。协作机器人上可以将质量检测过程进行自动化,从而可以快速获得检测结果，这能更好的保证生产过程的高质量。综上所述，协作机器人在多种领域的工作都中可以保证工作的准确性，降低了失误率，应用十分广泛。与此同时，不少协作机器人厂家在生产时就考虑到了这些机器人的拓展性，开放了诸多接口方便其与视觉系统、导轨、各类传感器等设备的结合，从而在不同领域可以定制出更多不同作用的“定制版”机器人，这种实力是其未来持续在不同领域中发光发热的倚仗。当然，协作机器人行业已呈现白热化的竞争趋势，外资品牌和国产品牌并驾齐驱。人类与灵活、安全的机器人共同协作、作业已成为明显的发展趋势。并且随着人口老龄化和人口红利消失的问题逐渐显现，协作机器人势必会往更广阔的应用领域延伸出去，为人类带来更高效更便捷的服务，为制造业带来巨大的生产力。 参考链接：

协作机器人相比与传统工业机器人，主要有安全、低成本和易于上手的特点。可以很好的应用在物料搬运，质量检验。生产组装、机床、焊接、精加工等领域。遨博协作机器人相比传统工业机器人能够做到无需安全防护即可与人一起近距离工作。在生产线无需将机器人限定在有固定且有防护栏的区域，可以与人协同生产，提高生产线效率。并且遨博协作机器人不光可以应用在工业领域，通过先进的碰撞检测功能和安全IO接口及关节限制和缩减模式功能还可以很好的应用在商业领域。在商业领域，由于协作机器人编程更加简单，安全系数更高，可以用于替代重复性高，并且人员培训费用高的岗位。遨博协作机器人起源于1997年北京航空航天大学教授魏洪兴接到国家项目-研发国产协作机器人。在2015年推出国产第一款具有核心自主知识产权的轻型工业协作机器人。目前遨博的技术先进性和制造研发能力位列全国第一，世界地位第二，已经成为协作机器人领域的领航者。遨博机器人在重复定位精度为毫米，绝对定位精度在毫米。已经和工业机器人“四大家族”在同一水平。同时遨博机器人已经做到核心部件国产化，实现了关键技术的国产自主可控。

多机器人协作是多机器人系统研究的一个重要研究内容,同时基于博弈论的多机器人协作已经成为了国内外研究的热门课题。本论文应用合作博弈论对多机器人协作方法进行了深入研究,同时考虑了机器人群体的社会化属性,也即该群体具有强制性,同时具有开放性,在群体约束之下个体之间可以进行自由竞争。论文主要有三项研究内容:基于扩展式合作博弈的多机器人目标追踪,有效地协调多机器人系统的运动;基于帕累托最优的多机器人任务分配,达到任务集之间与任务集内部的帕累托最优状态;基于扩展式合作博弈的多机器人目标围捕,实现非编队方式对目标进行围捕。论文首先将博弈论应用于多机器人目标追踪中,根据扩展式、合作和完全信息博弈建立了机器人目标追踪的博弈模型,引入博弈顺序可变的概念,实现个体之间的自由竞争,从而组建了具有社会化属性的多机器人群体。基于该模型深入研究了机器人追踪策略集,分独自决策阶段与博弈决策阶段进行追踪策略的选取,降低了系统的运算复杂度,实验结果表明论文提出的目标追踪方法可以有效地协调多机器人系统的运动。其次,论文提出使用帕累托决策方法的多机器人系统任务分配方法,首先利用就近分配法来解决任务的初始分配问题;然后在机器人任务集之间通过帕累托决策分配法来重新分配任务点,对各任务集进行优化,降低系统成本;接着提出顺序博弈分配法实现任务集内部的任务分配,来优化机器人执行任务的顺序。通过以上三次任务分配,实现了多机器人系统整体的优化,实验结果表明该任务分配方法是有效的,且性能优于市场法等同类算法。最后,论文将博弈理论应用到多机器人目标围捕问题上,建立了基于扩展式合作博弈的围捕模型和机器人之间的避障模型,并且提出了漫游搜索、区域搜索两种搜索目标机器人的策略,同时为目标机器人建立了有效的逃跑策略,最后分析了整个围捕任务的过程。论文提出的目标围捕方法采用非编队形式的运动,增加了任务执行的灵活性,仿真与实验结果验证了该方法的可行性。

工厂通过引进并应用弗拉迪的焊接协作机器人，可以极大的增加操作人员的敏捷性和灵活性，从而提高了车间的生产效率，降低成本。