并聯機器人的案例
2019年誰將成為工業機器人新生力量？并聯機器人令人期待
并聯機器人，是一種通過至少兩個獨立運動鏈連接動、靜平臺，具有多個自由度且采用并聯方式驅動的閉環機構。該種機器人具有速度快、柔性強、剛度高、質量輕等優勢，在機床、食品、醫藥、電子、物流等領域具有廣泛應用，其與串聯機器人共同組成了工業機器人的完整形態。
近年來，隨著人口紅利的日漸消失，用工壓力的不斷增大，并聯機器人迎來了良好的發展契機。一方面，憑借著年均50%-70%的發展增速，其市場潛力持續釋放；另一方面，在六軸、SCARA等遭受到柔性技術限制、新興市場增量滑坡、國內外發展環境影響之際，其依然保持著強勁增長。
憑借著讓人眼前一亮的強勢發展，業內人士一致認為，并聯機器人正在成為工業機器人需求增長的全新生力軍，2019年或將迎來從量到質的飛躍性發展。
并聯機器人的研究和發展歷史回顧
并聯機器人的研發之路起步于國外，其研究和發展大致可以分為三個階段。從1931年并聯娛樂裝置的研發，到1965年Gough-Stewart機構的發明推廣，筆者將其歸納為第一階段，該階段是并聯機構從理論到實踐的突破階段。
1978年，小型計算機控制下用于完成校準任務的并聯機器人的出現，標志著發展進入到第二階段，該階段真正拉開了并聯機器人研究的序幕。之后，從上世紀80年代末期至今，并聯機器人一直處于第三階段，其在該階段引發了廣泛關注，發展迎來不斷加速。
我國對于并聯機器人的研發起步較晚，首臺并聯機器人樣機誕生于第三階段初期，1991年至1999年的幾年間，是我國并聯機器人研究的大發展時期，取得了較為矚目的研發成果。不過時至今日，我國與國外依然存在技術上的巨大差距，起跑線的不同對我國市場化、規模化和成熟化發展帶來嚴重阻礙。
可喜的是，經過數年時間的發展，如今我國在并聯機器人的應用水平方面有了明顯提高。
展開 四倍強勁動力新型并聯機器人嶄露鋒芒
根據結構特點的不同，機床有串聯式、并聯式和混聯式。串聯式結構相當于我們單手操作，工作范圍大但承載能力小；而并聯式可視作雙手或多手并用，承載能力大、剛度高，精度高，但工作范圍小。混聯機床由并聯部分和串聯部分組成，兼具工作范圍大和精度高的優勢，是開發高端機床的合適方案。
李秦川，浙江理工大學教授，畢業于燕山大學，博士師從我國并聯機器人機構學的開拓者黃真教授，博士課題主要研究少自由度并聯機器人構型綜合，即根據并聯機器人的運動要求即自由度，發明新的機構構型，并研究設計方法。2003年，李秦川博士畢業后加盟浙江理工大學。李秦川教授近年來主持國家杰出青年科學基金、浙江省杰出青年科學基金等項目，入選國家和浙江省萬人計劃科技創新領軍人才，是浙江理工大學機器人研究團隊的帶頭人。團隊目前有教授二人、副教授一人，講師六人，研究方向包括機器人結構創新與優化技術、機器人精密測量與驅動技術、機器人先進控制技術、機器人感知與智能認知技術。
并聯機器人：高速、高剛度、大承載能力
長期研究表明，混聯機床最合適的并聯部分是可輸出兩個轉動和一個平動的并聯機器人。并聯機器人具有許多無法替代的優勢，如高速、高剛度、承載能力大、動態響應好等。
“就好比一只手端水和兩只手端水，一只手端水的話，總會有些顫抖，但是兩只手的話，就會穩定很多。”對于并聯機器人，李秦川教授打了一個生動鮮活的比喻，“而我們的并聯機器人有四條支臂，這樣一來，穩定性就很高了。”
近 10 年來，以并聯機器人機構作為主機構的并/混聯構型裝備已獲得廣泛應用。對于很多不需要空間六個自由度的操作(如對準、姿態定位、軸對稱的機加工)，此時使用合適的少自由度(自由度數小于6)并聯機器人可以降低加工制造、標定、控制和維護等方面成本，少自由度并聯機器人已成為國際并聯機構學術界和工業界關注的熱點和前沿。
展開 SAMCEF在柔性并聯機器人中的應用
samcef是世界上知名的有限元分析軟件，尤其擅長非線性多柔體機構的仿真，附件中列舉了幾篇samcef在柔性并聯機器人仿真中的應用。
基于虛擬樣機技術的柔性并聯機器人建模與仿真.pdf
柔性并聯機器人運動學與動力學約束及系統方程.pdf
一種三自由度并聯機器人的運動學分析
摘要 提出了一種具有混合分支的三平移并聯機器人機構,采用螺旋理論分析了這種機構實現空
間三維移動的機構學原理及其自由度,給出了其位置、速度的正反解和加速度分析的方法;在大型機械
動態分析軟件ADAMS 上建立了仿真模型,驗證了自由度分析的正確性。這種機構部分解耦,控制簡單,
具有較好的應用前景。
一種三自由度并聯機器人的運動學分析.pdf
基于samcef的機器人研究 論文
分享幾篇已samcef為研究平臺的機器人研究論文
1. SAMCEF 在柔性并聯機器人建模與仿真分析中的應用研究 杜兆才，余躍慶，蘇 祥
分析了SAMCEF 軟件的特點，建立了柔性并聯機器人的虛擬仿真模型，并進行了仿真分
析。介紹了SAMCEF 軟件的相關模塊在柔性并聯機器人虛擬仿真中的應用。利用API 接口技術開發了自動計算機器人固有頻率、系統任一點內力的程序，擴展了SAMCEF 軟件的功能和用途。以平面3-RRR 柔性并聯機器人為例，介紹了建模要點和仿真流程。仿真結果表明該模型能正確地反映柔性并聯機器人的運動學、動力學特性，桿件的彈性變形對柔性并聯機器人的運動學、動力學性能具有重要影響。
文章用SAMCEF 軟件實現和分析了：
⑴ 機器人的整個運動過程的動態顯示；
⑵ 真實的位移、速度、加速度等運動學參數；
⑶ 機器人的彈性運動誤差；
⑷ 機器人彈性振動的固有頻率、振型；
⑸ 各桿件的應變、應力；
⑹ 各關節的支反力；
⑺ 機器人的驅動力矩；
⑻ 各構件的內力等。
此外，由于SAMCEF 軟件不便自動計算關節支反力。文章通過編程求解了機器人在整個運動過程中的關節支反力和固有頻率，為后續的研究和機器人的設計提供必要的信息。
2. 一篇博士論文，以 SAMCEF 軟件為平臺，分別建立了 3-RRS、3-RSR 和 3-RRC 柔性并聯機器人的虛擬樣機。分析了這些柔性并聯機器人的位移誤差、速度、加速度和動應力等的變化情況。通過數值計算結果和 SAMCEF 軟件仿真結果的對比，驗證了本文所建動力學模型的有效性和正確性。
機器人SAMCEF .rar
三自由度空間柔性并聯機器人動力學研究.rar
展開 一篇超全的工業機器人分類詳解
而并聯機器人和傳統工業用串聯機器人在應用上構成互補關系，它是一個封閉的運動鏈。并聯機器人不易產生動態誤差，無誤差積累精度較高。另外其結構緊湊穩定，輸出軸大部分承受軸向力，機器剛性高，承載能力大。但是，并聯機器人在位置求解上正解比較困難，而反解容易。
自由度并聯機器人
自由度并聯機構種類較多，形式較復雜，一般有以下形式：平面3自由度并聯機構，如3-RRR機構，它們具有2個移動和一個轉動；球面3自由度并聯機構，如3-UPS-1-S球面機構，該類機構的運動學正反解都很簡單，是一種應用很廣泛的3維移動空間機構；空間3自由度并聯機構，如Delta并聯機器人，這類機構屬于欠秩機構，在工作空間內不同的點其運動形式不同是其最顯著的特點。還有一類是增加輔助桿件和運動副的空間機構。
自由度并聯機器人
自由度并聯機構是并聯機器人機構中的一大類，是國內外學者研究得最多的并聯機構，廣泛應用在飛行模擬器、6維力與力矩傳感器和并聯機床等領域。但這類機構有很多關鍵性技術沒有或沒有完全得到解決，比如其運動學正解、動力學模型的建立以及并聯機床的精度標定等。
展開 Adams 仿真有助于驗證名為“隱性機器人模型”的概念，可用于提高視覺伺服精度
案例概述
絕大多數機器人是通過使用測量關節旋轉的編碼器來控制的。即便使用了超高精度的編碼器，機器人移動到絕對 XYZ 位置以及 ABC 方位的能力仍然受撓度、熱膨脹及制造變化的限制。某些應用（例如放置磁盤驅動器的讀出磁頭）需要極高的定位精度，只能由價格高昂的專用機器人來完成。視覺伺服技術可以解決這一難題，它通過視覺系統獲取圖像，可確定機器人末端執行器和目標的相對位置。機器人控制器可生成運動指令，讓末端執行器朝目標方向移動。視覺系統獲取新的圖像，然后由機器人控制器相應地更新其運動指令。這一過程反復進行，直至視覺系統確定機器人的末端執行器已到達預定位置。視覺伺服可達到數微米的放置精度，無需使用極其昂貴的機器人。
如果既不能將視覺系統安裝在末端執行器上，也無法獲取末端執行器的圖像，應用就會變得復雜。例如，金屬切削工具的末端執行器通常埋在工件中，并有可能被切屑和冷卻劑進一步遮蔽。對于這類應用，可采用替代方式來獲取機器人腿部的圖像，并利用這些圖像來控制末端執行器的位置。IRCCyN 的研究人員開發了一種視覺伺服系統，可根據對并聯機器人腿部的觀測情況來控制并聯機器人。并聯機器人由若干個并列組裝的支腿組成，并將機器人底座與末端執行器相連。它采用幾個線性或旋轉作動器，各個作動器之間的位置相互獨立，以支持末端執行器。與之相反，串聯機器人設計有一系列由電機作動關節相連的鏈環。可將這種方式應用到數種型號的并聯機器人上，例如 Adept Quattro 以及同一產品系列的其他機器人。
挑戰
但在某些情況下，當機器人的支腿按預期方式移動時，末端執行器不會終止于預期的位置。顯然，這一行為是由視覺系統的觀測結果與現實世界之間的映射造成的，但此時無法了解映射的屬性，也沒有能夠分析這種關聯性的工具。
展開 直擊上海工博會，機器人亂入迷人眼
據介紹，AMICO機械臂配有兩個SCHUNK SDH2多關節三指夾具系統，可以靈活抓取各種不同的物件；其中兩個指狀裝置可以通過改變方向，使其適用于不同機器人工業應用中。夾具表面的傳感器可以幫助AMICO識別不同物件表面并自動調整最佳抓取力度。
相比于傳統單臂機器人，AMICO擬人化的雙臂設計使其可以通過一個控制單元同步協調兩個機械臂間的無縫合作。馬蒂亞斯?維柯蘭德表示：“AMICO完美的雙臂協作能力以及靈活便捷的安裝都為柯馬在人機協作領域的深入研發奠定了基礎。這也是柯馬機器人向人機協作技術領域邁進的重要一步。這一概念的運用將會促使未來柯馬機器人產品更好地服務于工業領域，成為工業制造的好拍檔。”
大族電機攜10余款機器人亮相上海工博會
距離去年6月立項研發機器人僅一年多，大族電機已經交出一份靚麗的答卷。
2015年是大族電機成立的第十周年，公司發展從最基礎的電機零部件延伸到工業機器人本體及系統集成。目前，大族電機在各類電機領域占有穩固市場份額的同時，正逐步立足工業機器人市場。
11月3日，大族電機攜其自主研發的并聯機器人、水平多關節機器人AGV等10余款產品亮相上海工博會，其產品吸引了大批專業觀眾駐足。
大族電機方面表示，并聯機器人具有3個空間自由度和1個旋轉自由度，通過示教編程或視覺系統捕捉目標物體，實現目標物體的快速抓取、分揀、裝箱、搬運、加工等操作，具有重量輕、體積小、速度快、定位精、效率高等優點，可廣泛應用于乳品、食品、藥品和電子產品等行業。
值得一提的是，大族電機的并聯機器人產品上市僅半年，憑借其高性價比優勢獲得TPK等客戶的青睞，已售出100余臺。
展開 安全問題推動食品加工行業升級 機器人提供轉型新動力
當前，許多食品廠商在產品的分揀、包裝環節都是依賴人工，對其中的衛生環節把關及其不到位，不僅有人不戴手套，還有人直接在生產線“邊吃邊工作”，在這樣的環境中生產出來的食品，無疑容易給消費者健康帶來極大隱患。
面對人工加工方式的落后，以及人工作業安全把控的不嚴格，機器人技術的應用，為行業發展指明了一條出路。依靠“機器換人”，不僅能夠實現“減員增效”的發展目標，還能有效推動產業智能化、自動化轉型升級，一方面迎合了不斷上漲的食品加工數量需求，另一方也能應對快速升溫的加工質量需要，可謂一舉兩得。
據了解，衛龍在爆出食品丑聞之后，第一時間開啟了生產線的自動化改造，采購了大量機器人設備助推產線全面升級。而在此之前，國內關于食品加工智能化改造的熱潮早已開啟，不少機器人企業都順勢推出了針對食品加工行業的解決方案，進一步加速該行業的升級進程。
其中，華盛控推出了基于自動化升級的分揀裝箱項目，結合并聯機器人本體制造優勢，實現了食品分揀裝箱的自動化。在該方案中，由并聯機器人、工業相機CCD、安裝架、吸盤、環形流水線、視覺操作系統屏等組成的工作站，結合了機器人視覺抓取、流水線編碼器跟隨、運動控制等技術實現快速分揀搬運、裝箱。
而沃迪智能裝備則研發設計了食品藥品包裝智能生產線，采用機器人替代傳統自動化裝置，建立機器人“數字車間”，不但解決了機器人智能包裝系統和ERP管理系統之間的數據交互與通信，還增強了智能化生產線的高度柔性化。
此外，元達精工也研發并應用了“餅干快速分揀”技術，利用視覺定位，并以整個吸盤為治具的創新思路，解決了餅干易碎和殘渣的問題。該視覺定位技術應用到機器人身上之后，不僅讓整個分揀過程的速度和精準度大大的提升，更有效解決了食品行業勞動力下滑的問題。
這些企業的新技術研發和應用，大大加速我國食品加工行業對國際化發展的融入。
展開 航空制造推動新概念機器人發展（上）
02 典型的蛇形臂（OC機器人公司）
并聯運動機器人是一項專利技術，突破了以往機器人自由度只能以串聯方式得到的限制，也解決了以往并聯構型無效自由度多、關節結構復雜、制造困難、剛性要求高、無間隙以及成本高等挑戰。并聯運動機器人實際上構成了一個金字塔形移動的三腳架，通過3個并聯執行器依次連接2個串聯執行器和1個末端執行器，以6個節點形成10個自由度，更好地了實現了柔性與剛性的結合。
03 并聯運動概念（艾克斯康公司）
2、自主式協作機器人
美國國防部認為下一代機器人就是自主式協作機器人，主要包括固定位置協作機器人和自由移動協作機器人，它們的重要特征就是能像工友一樣與其它機器人或人類在一起工作，無需圍欄的防護。具備更高級功能的自主式協作機器人還可以通過觀察操作演示來學習并調整其功能，敏捷地變換用途，任務適應性的提升將使航空制造商以高生產率的柔性機器人系統，應對多品種、小批量生產。
04 人機協作機器人概念發展（KUKA公司）
協作環境為協作機器人開發和應用帶來的全新挑戰。協作機器人與人類和其它機器發生接觸是難免的，因此機器人必須設計得足夠安全，具備識別潛在物理接觸以及計劃規避行動的能力，從而快速響應其路徑規劃、自主移動，并且在預定路線上能夠敏捷地規避障礙。
展開 samcef 機器人動力學
ABB_irb940_cad.png (55.1 KB, 下載次數: 0)
下載附件 保存到相冊
SAMCEF 并聯機構分析
2014-3-2 22:04 上傳
Samcef Mecano：可以分析結構及機構非線性靜力學、運動學和動力學分析軟件包。
該軟件可以提供下列專業領域的具體分析：
Mecano Structure：專注于解決結構和機構的非線性問題。
Mecano Motion：專注于解決剛性或柔性多體系統的非線性靜態、運動學和動力學仿真分析問題，以及柔性裝置的靜態、運動學和動力學分析問題。它包含許多運動學的連接鉸、傳感器和激振器單元。與Matlib Simulink聯合使用，可以將控制系統考慮在內，進行整體系統的有限元仿真分析。
Mecano Cable：專注于解決纜繩系統承受電動力和空氣動力作用的非線性問題。
其中在高速高剛度并聯機器人仿真領域，主要用到Mecano Motion分析，其最大的優點是可以集成Simulink完成機構的機電聯合仿真，其求解效率高、求解準確，建模方式多樣，利用Bacon參數化設計語言可以實現多種界面無法實現的功能，擴展了軟件的應用。
展開 
SAMCEF robot 建模分析簡介與DEMON
機器人大體可以分為串聯機器人與并聯機器人，目前也是學術界與工業界的研究熱點，傳統的基于剛體的設計目前已經難以滿足設計需求，在此，SAMCEF提供了很專業的解決方案，一方面可以利用field界面可以實現快速的可視化建模與分析，另一方面，samcef也提供了設計語言Bacon實現參數化設計。
對于串聯機器人，其建模相對簡單，因為一般而言，其只涉及轉動副建模，在此，SAMCEF可以通過建立相應的仿真模型，完成模態分析，多柔體動力學分析，剛柔耦合動力學分析，這方面SAMCEF提供了大量的實例與文檔，我以前的帖子也發過很多，大家可以參考一下。
對于并聯機器人，其建模就相對難一些，因為，除了一般的轉動副外，還會涉及復雜鉸鏈的建模，此外，一些并聯機器人要面向加工行業，因而需要完成剛度仿真分析，為此，Samcef也提供了多種建模方式，大家可以參考一下Bianch的文章以及天津大學的學位論文。此外，SAMCEF也提供了機電耦合仿真功能，這方面國內應用較少，國外應用較多，大家可以參考一下我前面發的一些機電耦合的資料與SAMCEF幫助文檔。
http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?query_uk=1882165809&album_id=3645745512890619414
展開 講講航空制造機器人，你想象不到歐美國家已發展到什么程度了
典型的蛇形臂（OC機器人公司）
并聯運動機器人是一項專利技術，突破了以往機器人自由度只能以串聯方式得到的限制，也解決了以往并聯構型無效自由度多、關節結構復雜、制造困難、剛性要求高、無間隙以及成本高等挑戰。并聯運動機器人實際上構成了一個金字塔形移動的三腳架，通過3個并聯執行器依次連接2個串聯執行器和1個末端執行器，以6個節點形成10個自由度，更好地了實現了柔性與剛性的結合。
并聯運動概念（艾克斯康公司）
2、自主式協作機器人
美國國防部認為下一代機器人就是自主式協作機器人，主要包括固定位置協作機器人和自由移動協作機器人，它們的重要特征就是能像工友一樣與其它機器人或人類在一起工作，無需圍欄的防護。具備更高級功能的自主式協作機器人還可以通過觀察操作演示來學習并調整其功能，敏捷地變換用途，任務適應性的提升將使航空制造商以高生產率的柔性機器人系統，應對多品種、小批量生產。
人機協作機器人概念發展（KUKA公司）
協作環境為協作機器人開發和應用帶來的全新挑戰。協作機器人與人類和其它機器發生接觸是難免的，因此機器人必須設計得足夠安全，具備識別潛在物理接觸以及計劃規避行動的能力，從而快速響應其路徑規劃、自主移動，并且在預定路線上能夠敏捷地規避障礙。
展開 直擊漢諾威工博會，機器人技術誰家最搶眼？
2019年4月1日至5日，全球規模最大的國際工業盛會漢諾威工博會在德國隆重舉辦，本次展會以“融合的工業——工業智能”為主題目，來自全球的工業巨頭和德國的科技企業，重點展示了工業機器人、自動化、人工智能、5G技術、數字工廠等技術和產品，以及能源、工業生產領域的智能制造等方案。
德國作為全球工業強國，在自動化、機械制造等領域有著強大基因，不僅培育了西門子、SAP、菲尼克斯電氣、庫卡等聞名世界的工業企業，而且提出了工業4.0的概念，引領全球制造業向創新的模式變革。此次工博會將成為全球先進工業技術和自動化、機器人技術應用展示的重要舞臺。
近年來，全球人力成本逐年上漲，制造業機器換人一觸即發，同時也激發了巨大的機器人應用市場。新一代工業機器人正在結合5G、人工智能等技術，并能發揮出前所未有的能力。此次工博會上，能夠看到全球最強的機器人廠商，它們來自全球各地，并帶來了最新的機器人產品、技術和行業應用解決方案。
ABB機器人
全球四大家族之一的ABB集團展示了其YuMi機器人在腕表組裝方面的應用方案，解釋協作機器人與人類協同工作的偉大意義。此外，還有新一代電驅軌道傳輸系統與ABB六軸工業機器人組成的生產線解決方案。ABB將電氣化、自動化、機器人和數字化等技術完美結合在一起，創造了更多智能和靈活性的智能制造解決方案。
川崎機器人
近年來，川崎機器人發展迅速，推出了六軸工業機器人、并聯機器人、雙手腕定位機器人等產品，并成功應用于汽車制造、電子工業等領域。展會上，川崎機器人展示了其六軸機器人的先進技術和應用方案。
歐姆龍
歐姆龍展示了新一代乒乓球機器人Forpheus，這是一款人工智能與工業機器人結合的方案，系統采用一個五軸的機械臂。
展開 生產工業機器人最多的七個城市，上海遙遙領先蕪湖異軍突起！
最大的變革就是機器人在制造工業中大規模的應用，以實現勞動力的代替，迎來了中國機器人大發展的時代。
僅幾年時間，我國就成為全球第一大工業機器人應用市場，同時我國工業機器人的生產制造也一直保持高速增長，2017年的增速尤其突出。根據國家統計局數據，2017年，我國工業機器人產量13.11萬臺(套)，增長81.0%。2018年上半年，工業機器人產量達到7.38萬臺。 如今國產工業機器人已服務于國民經濟37個行業大類，102個行業中類，同比拓展了3個行業大類，11個行業中類。 勞動力短缺會成為我國新常態
工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執行工作，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。工業機器人種類眾多，主要存在三大分類標準，按機械結構分類可將工業機器人分為串聯機器人、并聯機器人；按操作機坐標形式分類可分為圓柱坐標型、球坐標型、多關節型等，該分類是最常使用的分類方式；按程序輸入方式分類可分為編程輸入型與示教輸入型。
在《中國制造2025》規劃中提出，要把智能制造最為信息化與工業化深度融合的主攻方向，其中工業機器人被認為是實現目標的關鍵。但在當前我國機器人市場高端領域均由國外企業占據。國內企業機器人業務起步較晚，產品產量水平仍然較低，競爭主要集中在中低端領域。雖然處于低端，但我國機器人產業敢已基本形成從上游核心零部件制造,中游本體制造,下游系統集成服務的完整產業鏈條。本土自主品牌也從自身企業特點出發,形成了各自富有特色的系統集成應用方案。 機器人產業已成為各地招商的重要目標
目前，我國機器人產業的三極分別是長三角、珠三角和東北。
展開 