❶ 为何火箭发动机焊接还靠人工
首先可以确定的是,火箭发动机的焊接绝大部分是采用人工手工或半自动焊接,其原因主要有如下两方面:
1.火箭发动机基本都是单件生产,或者试生产,即使是批量生产,其数量也很小,几台、几十台。如果研发焊接机器人,则一是成本很高;二是浪费很大,一种机器人焊完一个型号的火箭发动机就报废了。
2.就目前的智能化技术,还不能开发出像人一样灵巧、小巧、多变、万能、通用的机器人,以适应各种结构、形状和尺寸都千变万化的产品。
工业机器人焊接火箭发动机,已经是很成熟的技术了。这也不是国家机密。
民用火箭航天企业,蓝箭空间的火箭发动机燃烧室,和喷管,就是用的工业机器人焊接的。
这是大族激光在2019年做的,用的KUKA的210kg负重的六轴机器人。
采用的大族激光自己研制的20kw的焊接工艺是激光焊接。焊接蓝箭航天联合研发的大直径火箭发动机夹层喷管。
先来说,机器人激光焊接工作站在航空发动机中的应用情况,优势,回头再说人工焊接的优势
火箭发动机的喷灌,燃烧室,都属于中厚板,理论上厚度应该在6mm-12mm上下。这种中厚板,跟我们平常简单的挖掘机的手臂结构,不是一个等级的。挖掘机的手臂大梁我们一般都叫厚板。
因为火箭冲压发动机的材料比较特殊,理论上我也不知道是何种材料。但是肯定是异种金属钢,跟我们常见的例如碳钢,铝合金,钛合金等等肯定不同。
并且我们看到 异型拼接,基 本上要有 800条激光焊缝。
所以难度在:工作效率,一致性,稳定的动作,这最后都影响产品合格率。
事实上说,这种焊接比较适合工业机器人去做。也应当机器人去做,才能够保证合格率。
对于有接触过焊接的都知道,这种要承受高热量,高压力的产品,其实就类似于压力容器的焊接。(压力容器:例如泵,发酵罐,压缩机壳体等)
工业机器人在这种领域焊接的优势技术:
1、寻缝跟踪。跟普通人所谓的人工智能,可能差距比较远。
工业机器人怎么找到焊缝在哪里?通过激光传感器,实现寻缝跟踪。
看一个普通场景的寻缝跟踪,就是激光发射器根据金属表面的反色,实现线条的成像。
2、速度快,标准程度高。
机器人焊接的主要优势,就是可以保持一致性比较高的状态下,加快整个工件的焊接加工时间。
这类机器人,是通用性机器人,不需要特殊的开发也研制。210kg的kuka市场上随便买。
机器人焊接火箭发动机的难点在于:工艺难度。
也就是如何将手工焊接的工作,让机器人能够做出来。
大部分人可能会觉得,这不就是让机器人,按照人的动作,速度,感觉焊接不就行了吗?
其实不是,有一些焊接中的反馈,机器人是永远都做不出来的。这也是为什么让然会需要这些大国工匠的原因。
这也是为什么,已经有了机器人焊接成功的应用,为何还保留这人工焊接的原因。从目标成熟度,以及最后的良品率来说,人工还是有优势的。但是未来肯定是优势越来越小。
至于你说的1个焊点焊接10分钟,那个机器人也可以焊接,这叫做3D打印焊接
还有3000个焊点,并不多, 汽车 车身4600多个焊点。
但是,这些大国工匠用双手支撑了中国航天事业,那确实是伟大。技术活,当赏!
首先说未来发展前景----随着工业技术的发展,未来包括火箭发动机喷管这些核心产业的焊接制造工作都将逐步由工业机器人完成,因为工业机器人无论是从工作效率还是从产品良品率以及智能化制造发展来说都将是未来发展前景。 比如国内的蓝箭航天、国外的SpaceX等航天企业已经开始使用焊接机器人来完成火箭发动机喷管的焊接工作,也更符合 “工业制造向工业智造”的全面转变 。 而现阶段在已经有一些航天公司开始使用焊接机器人完成包括火箭发动机喷管的焊接工作前提下,国内外依然更为侧重人工焊接火箭发动机喷管也是有诸多原因在内的:
一、 历史 原因和稳重需求决定 运载火箭和导弹发明至今已经几十年之久了,在这几十年的时间里,从早期自动化技术发展还不是很先进的时候,这类火箭发动机的焊接工作就一直由人手工完成,所以在几十年的使用中不光积累了大量的成熟经验,同时这些焊接技术产品也经过了几百次实际发射检验了其成熟可靠性, 那么对于这些经过技术几十次的验证没有任何问题的加工工艺短时间内是很难彻底改变的。 所以焊接机器人虽然焊接效率更高,但是其焊接工艺的合格率到底和手工焊接有多大差距仍然需要几次甚至几十次的实际航天发射来检验好坏,毕竟对于航天发射这类特殊工种而言,相比一枚火箭的近地轨道运载力有多强?装备了几台发动机等而言, 对于所有航天人而言火箭的可靠性是最为关键的,甚至在最后的火箭定型过程中为了提升火箭的可靠性指标,会刻意降低火箭的运载力来保证其可靠性指标更高。 那么在现在焊接机器人还没有在核心的火箭发动机喷管焊接中体现出该有的成熟可靠性时,贸然采用新技术所出现的风险该谁承担、谁负责? 所以基于 历史 和稳重需求原因,虽然这几年一些民营航天公司为了降低研发成本等已经开始采用焊接机器人来制造火箭发动机,但是对于国家级队伍而言,选择看似落后、但是更为成熟可靠的人工焊接反而能够“有效”的保证火箭的顺利发射和整个国家的航天发展。 同时相比焊接机器人只是根据程序代码依次完成、根本无法根据外界不确定因素随时调整而言, 人工焊接过程中可以根据原材料的材质不同、品质不同、焊接角度不同等不确定因素随时调整焊接温度、焊接速度来保证焊接质量。 二、焊接机器人现阶段的不足 虽然现阶段像国外的SpaceX、国内的蓝箭航天已经在火箭发动机喷管制造中完全使用机器人替代而言,包括SpaceX的梅林系列、蓝箭航天的天鹊这两款火箭发动机都只是结构简单的型号,和国际上推力更大、循环方式更先进的液体火箭发动机相比结构更为简单、加工难度更低,所以使用机器人焊接反而更为合适。一个是现阶段的焊接机器人已经足以胜任这项焊接工作,其次焊接机器人的良品率、工作效率、制造成本都要比人工焊接更为优势, 特别是这些需要大量发射订单实现盈利的民营航天公司而言,能够以更低的发射成本、在更短的时间内、安全可靠的将客户的航天器准确送入预定轨道是其成败的关键。 但是对于使用循环方式更为复杂的火箭发动机而言,现阶段的焊接机器人还不足以完成整个火箭发动机的焊接制造工作。比如长征5号火箭助推器使用的 YF-100液体火箭发动机使用了循环效率最高的分级燃烧模式,整个火箭发动机结构也更为复杂的同时为了降低火箭发动机的体积,很多零部件基本都是紧密挨在一起的,所以这个时候这些狭小的空间就只能使用手腕更为灵活的工人来完成焊接工作以保证其可靠性 。 当然从大的局势发展方向来说,随着技术的发展更新,相信未来像火箭发动机喷管、核反应堆冷却壁这类高价值焊接工作都将逐步被焊接机器人所替代,毕竟焊接机器人只要解决了焊接可靠性和灵活性问题后,其所具有的稳定性、工作效率、更低的制造成本等优势都是人工焊接所无法比拟的,比如像高凤林这种特级顶尖焊工焊接一个焊点往往需要十分钟,焊接一台火箭发动机的几千个焊点就需要长达数月时间,但是用工作效率更高、稳定性更好的焊接机器人完成的话,可能只需要不到一天时间吧。 所以人工焊接虽然现阶段依然还有优势存在,但不代表会一直成为主流而无法被替代,就像我们身边原来有很多传统制造工艺,但是随着新技术的发展,这些传统工艺很多都已经逐步消失,有的是没了需求、有的则是因为其传统制造工艺加工难度大、加工复杂、时间成本高等被低成本、高质量的规模化生产工艺所取代,所以焊接也不会例外,特别是随着3D打印技术的成熟发展后, 未来火箭发动机完全可以实现根据需求3D打印出来,时间效率更高、加工成本更低、可靠性、稳定性等还依然保持在水准线之上,而这也是 科技 在进步、时代在发展的过程。
机器人焊接要反复调试,产量低的产品就算了,调试过程浪费的量都比产量高。。。。
第一,某些机加工能力,人还是比机械强,当然,那些工人也是凤毛麟角的人物。
第二,有些宣传片的东西,你就看看热闹就行,有时候为了方便宣传,就造一些假的没边的事,和特朗普说给有一拼。
大国工匠里面,火箭发动机焊接,好像那个人是焊了2万多个焊点,差不多一个管道是三个焊点,就是那个火箭发动机差不多有六七千个管小管道。
自己掏,这显示了一个秘密,就是中国的火箭发动机及飞机发动机极度的落后。
网络一下吧,就是俄罗斯的卖给中国歼10装备的那款发动机,al31发动机吧,使用的也是空心叶片。
火箭发动机也是一样,它里面喷口也是空心的。如果是实心的话,不管什么金属,不管什么陶瓷的,那么发动机的热量就会把它给烧坏,因为空心的就类似于飞机发动机的叶片。
所以火箭发动机它喷口里面也是空心的,所以空心的里面喷入空气就能带走热量,保证它不会被烧坏。
因为不量产,中国从开始发射火箭到现在那么多型号总共发了300多次,这制造数量,请问怎么建造生产线
发动机焊接,不像航空母舰架板类似的焊接,形状不规则,焊接材料要求不同,空间狭小,不便于机器操作,人的焊接操作精度还是远高与机器,就是效率低,相信不远的将来,会实现机器焊接,解放人力。
人工智能还赶不上人智能啊
说明设备还是做不到的,只能靠人工进行焊接,这也说明了人工的灵活性、精确性机器还是比不了的。
❷ 力士德挖机怎么样
力士德挖机引用日本先进的动力传动液压控制技术,各项技术性能指标已达到同类产品的先进水平。吸收了日本小松、美国卡特等国际著名公司结构件、履带等挖掘机配套件的制造经验,核心零部件实行国际化采购,技术性能指标已到达同类产品的先进水平。
力士德挖掘机引进消化吸收国际知名品牌技术,关键零部件采取国际化采购,研发设计了适合各种工矿的产品,共研发了十大系列二十多个品种,年生产能力为5000台。
采用五十铃发动机,通过改善散热器通风状况、增加隔热海棉改善气流通畅、调整水温报警点等等措施,解决了部分地区用户在夏季高温时使用出现水温报警,影响工作效率的现象。
力士德公司引进先进加工中心对重点核心部分进行加工,关键零部件焊接一律有焊接机器人完成,新上线的整机喷涂流水线国内一流,在2007年产品通过CE认证,开辟了通向国际通行证。
❸ 机器人产生的背景什么为什么要发展机器人
首先我介绍一下机器人产生的背景,机器人技术的发展,它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果,也同时,为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战中,各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。
另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况,人们越来越不断探讨自然过程中,在改造自然过程中,认识自然过程中,实现人们对不可达世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。
那么什么是机器人呢?人们一般的理解来看,机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置,或者叫自动化装置,它仍然是个机器,它有三个特点,一个是有类人的功能,比如说作业功能,感知功能,行走功能,还能完成各种动作,它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作,这里一个显著的特点,就是它可以编程,改变它的工作、动作、工作的对象,和工作的一些要求,它是人造的机器或机械电子装置。但从完整的更为深远的机器人定义来看,应该更强调机器人智能,所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求,展望21世纪,机器人将是一个与20世纪计算机的普及一样,会深入地应用到各个领域,在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期,也是智能机器人发展的一个关键时期。
刚才我们用了短暂的时间,讲了机器人的发展以及我们对机器人的看法,进行了简单地介绍,相信大家在今后的学习中,能够加入到我们研究机器人这个行列中。
全文
首先我介绍一下机器人产生的背景,机器人技术的发展,它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果,同时,为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。比如说日本,战后以后开始进行汽车的工业,那么这时候由于它人力的缺乏,它迫切需要一种机器人来进行大批量的制造,提高生产效率降低人的劳动强度,这是从社会发展需求本身的一个需求。另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,那么人类的发展随着人们逐渐的这种社会发展的情况,人们越来越不断探讨自然过程中,在改造自然过程中,认识自然过程中,来需求能够解放人的一种奴隶。那么这种奴隶就是代替人们去能够从事复杂和繁重的体力劳动,实现人们对不可达世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。但另一方面,尽管人们有各种各样的好的想法,但是它也归功于电子技术,计算机技术以及制造技术等相关技术的发展而产生了提供了强大的技术保证。
那么下面我谈一下就人们很关心的问题,为什么要发展机器人?那么简单说,机器人有三个方面是我们必要去发展的理由:一个是机器人干人不愿意干的事,把人从有毒的、有害的、高温的或危险的,这样的环境中解放出来,同时机器人可以干不好干的活,比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳,一天焊几千个点,就重复性的劳动,一方面他很累,但是产品的质量仍然很低;另一方面机器人干人干不了的活,这也是非常重要的机器人发展的一个理由,比方说人们对太空的认识,人上不去的时候,叫机器人上天,上月球,以及到海洋,进入到人体的小机器人,以及在微观环境下,对原子分子进行搬迁的机器人,都是人们不可达的工作。上述方面的三个问题,也就是说机器人发展的三个理由。
那么什么是机器人呢?这个问题是一个非常有意思的一个问题。但人们一般的理解,机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置或者叫自动化装置,它仍然是个机器。它有三个特点:一个是有类人的功能,比如说作业功能;感知功能;行走功能;还能完成各种动作,它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作,这里一个显著的特点,就是它可以编程,改变它的工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。它是人造的机器或机械电子装置,所以这个机器人仍然是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定义,一般来说我们认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成某种工作或可以移动的自动化机械,这是美国工程师协会定的一个定义,但日本和其他国家也对机器人有不同的看法,他们认为从完整的更为深远的机器人定义来看,应该更强调机器人智能,所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求,那么比方说机器人在这里边可以代替人进行焊接,焊接的环境是非常复杂的,可以搬运,它在生产线中搬运玻璃和各种各样的一些零件的搬运的工作,还可以在生产线中码垛等等,这都是把人从繁重的体力劳动中解放出来的一个例子。
那么机器人怎么产生的呢?这是在1920年,有一个捷克斯洛伐克的一个作家叫卡佩克,他写了一本科幻小说,叫《罗萨姆的机器人万能公司》。这本小说中他构思了一个和幻想了一个机器人,它的名字叫罗伯特,也就是我们英文中的Robot,它可以不吃饭,它能够不知疲劳的,不知疲倦地进行工作。在1920年前后,大家也知道是在第一次世界大战以后,是各国工业发展比较迅速的时期,我们看到电影《摩登时代》,卓别林主演的人变成了机器人,在生产线中天天的进行劳动。人们在这种烦躁的体力劳动中就幻想有一种能代替人完成这样工作的想像、一种需要,这个小说在1924年和1927年的时候被纷纷传到了日本、法国和欧洲国家,还变成了一种当时的木偶剧和一些话剧,所以这样的一个机器人的名词就向全世界铺展开来,当时人们还认为是一个科幻小说,还没有把它跟我们日常的学习工作和生产结合起来。
但通过这样一个小说,一个罗伯特这样一个名词,它体现了人类长期的一种愿望,这种愿望就是创造出一种机器,能够代替人进行各种工作。这种想法是机器人产生的一种客观的要求,那么真正机器人的发展是在1947年,美国橡树岭国家实验室在研究核燃料的时候,大家知道核燃料,它有X射线对人体是有伤害的,必须有一台机器来完成像搬运和核燃料的处理这样的工作。在1947年产生了世界上第一台主从遥控的机器人,那么1947年以后大家知道,是计算机电子技术发展比较迅速的时期,因此各国已经开始利用当时的一些现代的技术,进行了机器人研究。那么在1962年美国研制成功PUMA通用示教再现型机器人,那么这就标志着机器人走向成熟,应该说第一台可用的机器人在1947年产生,真正意义的机器人在1962年产生。那么相继不久,在英国等国家,也相继研究出一些机器人,那么到了20世纪60年代末,日本人将它的国民经济的汽车工业与机器人进行结合,它购买了美国的专利,在日本进行了再次开发和生产机器人。到20世纪70年代的时候,日本已经将这种示教再现型的机器人进行了工业化,出现了很多公司,现在的像ABB,MOTOMAN,还有安川公司,还有很多机器人公司像OTC等等公司。它们都是已经将机器人进行了工业化,进行了批量生产,而且成功的用于了汽车工业,使机器人正式的走向应用。
在20世纪70年代到20世纪80年代初期,工业机器人变成产品以后,得到全世界的普遍应用以后,那么很多研究机构开始研究第二代具有感知功能的机器人,出现了瑞典的ABB公司,德国的KUKA机器人公司,日本几家公司和日本的FUNAC公司,都在工业机器人方面都有很大的作为,同时我们也看到机器人的应用在不断拓宽,它已经从工业上的一些应用,扩展到了服务行业,扩展了它的作业空间,向海洋空间和服务医疗等等行业的使用。所以从这张图可以看出机器人发展的几个过程。
那么总结一下,我们认为,机器人有三个发展阶段,那么也就是说,我们习惯于把机器人分成三类,一种是第一代机器人,那么也叫示教再现型机器人,它是通过一个计算机,来控制一个多自由度的一个机械,通过示教存储程序和信息,工作时把信息读取出来,然后发出指令,这样的话机器人可以重复的根据人当时示教的结果,再现出这种动作,比方说汽车的点焊机器人,它只要把这个点焊的过程示教完以后,它总是重复这样一种工作,它对于外界的环境没有感知,这个力操作力的大小,这个工件存在不存在,焊的好与坏,它并不知道,那么实际上这种从第一代机器人,也就存在它这种缺陷,因此,在20世纪70年代后期,人们开始研究第二代机器人,叫带感觉的机器人,这种带感觉的机器人是类似人在某种功能的感觉,比如说力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉和人进行相类比,有了各种各样的感觉,比方说在机器人抓一个物体的时候,它实际上力的大小能感觉出来,它能够通过视觉,能够去感受和识别它的形状、大小、颜色。抓一个鸡蛋,它能通过一个触觉,知道它的力的大小和滑动的情况。
那么第三代机器人,也是我们机器人学中一个理想的所追求的最高级的阶段,叫智能机器人,那么只要告诉它做什么,不用告诉它怎么去做,它就能完成运动,感知思维和人机通讯的这种功能和机能,那么这个目前的发展还是相对的只是在局部有这种智能的概念和含义,但真正完整意义的这种智能机器人实际上并没有存在,而只是随着我们不断的科学技术的发展,智能的概念越来越丰富,它内涵越来越宽。
那么从三代机器人发展过程中,从另一个方面,我们对机器人从应用的角度进行了分类,比如说工业机器人,它包括点焊、弧焊、喷漆、搬运、码垛,在工业现场中工作的这种机器人,我们统称为工业机器人,那么从不同的应用中,到水下去作业的叫水下机器人,到空间作业的叫空间机器人,同时又存在农业、林业、牧业,对医疗机器人叫医用机器人,还包括娱乐机器人,建筑和居室上用的机器人,所以从应用分类,它包括从行业、应用角度,也可以进行这样简单的分类。
下面我简单介绍一下我国机器人发展的基本概况。刚才谈到了日本在20世纪60年代和美国都在开始进行机器人的研究,由于我们国家存在很多其他的各种因素、问题。我们国家在机器人的研究,在20世纪70年代后期,当时我们在国家北京举办一个日本的工业自动化产品展览会,在这个会上有两个产品,一个是数控机床,一个是工业机器人,这个时候,我们国家的许多学者,看到了这样一个方向,开始进行了机器人的研究,但是这时候研究,基本上还局限于理论的探讨阶段,那么真正进行机器人研究的时候,是在七五、八五、九五、十五将近这二十年的发展,发展最迅速的时候,是在1986年我们国家成立了863计划是高技术发展计划,就将机器人技术作为一个重要的发展的主题,国家投入将近几个亿的资金开始进行了机器人研究,使得我们国家在机器人这一领域得到很快地、迅速地发展。
目前主要单位像中科院沈阳自动化所,原机械部的北京自动化所,像哈尔滨工业大学,北京航空航天大学,清华大学,还包括中科院北京自动化所等等的一些单位都做了非常重要的研究工作,也取得了很多的成果,而且目前这几年来看,我们国家在高校里边,有很多单位从事机器人研究,很多研究生和博士生都在从事机器人方面的研究,目前我们国家比较有代表性的研究,有工业机器人,水下机器人,空间机器人,核工业的机器人,都在国际上应该处于领先水平,总体上我们国家与发达国家相比,还存在很大的差距,主要表现在,我们国家在机器人的产业化方面,目前还没有固定的成熟的产品,但是在上述这些水下、空间、核工业,一些特殊机器人方面,我们取得了很多有特色的研究成就。
下边我简单介绍一下工业机器人的一些情况,到目前为止,工业机器人是最成熟,应用最广泛的一类机器人,世界总量目前已经销售110万台,这是1999年的统计,但这110万台在已经进行装备使用的是75万台,这个量也是不小的。总体情况看,日本在工业机器人这一块,是首位的,成为机器人的王国,美国发展也很迅速,目前在新安装的台数方面,已经超过了日本,中国刚开始进入产业化的阶段,已经研制出多种工业机器人样机,而有小批量在生产中使用,这也是整个在日本、美国以及我们国家在工业机器人情况的一些比较。
这是点焊机器人,点焊机器人刚才讲的,主要是针对汽车生产线,提高生产效率,提高汽车焊接的质量,降低工人的劳动强度的一种机器人。它的特点是通过机器人对两个钢板进行点焊的时候,需要承载一个很大的焊钳,一般在几十公斤以上,那么它的速度要求在每秒钟一米五到两米这样的高速运动,所以它一般来说有五到六个自由度,负载三十到一百二十公斤,工作的空间很大,大概有两米,这样一个球形的工作空间,运动速度也很高,那么自由度的概念,就是说,是相对独立运动的部件的个数,就相当于我们人体,腰是一个回转的自由度,我们大臂可以抬起来,小臂可以弯曲,那么这就三个自由度,同时腕部还有一个调整姿态来使用的三个自由度,所以一般的机器人有六个自由度,就能把空间的三个位置,三个姿态,机器人完全实现,当然也有小于六个自由度的,也有多于六个自由度的机器人,只是在不同的需要场合来配置。
弧焊机器人也是工业机器人中一个最重要的方面,像我们汽车的后桥,进行焊接的时候,它连续焊接,所以它的特点是连续轨迹控制,所以它要求的轨迹精度要求非常高,一般来说也是五到六个自由度,由于它焊枪比较小,所以在五到十公斤就可以了,这个方面是在国际和国内应用非常大的一类机器人,在另一方面像搬运和铆接,这些工作场合下,像搬运,主要是要求机器人有很高的速度,承载能力很多、很强,像日本的大库机器人,它可以承载三百公斤,抓取、来进行搬运和码垛。
第二类是服务机器人,随着工业化的发展,尤其近十年以来,机器人的发展的应用领域在不断拓宽,目前一个很重要的特征,大家都知道,机器人已经从制造业逐渐转向了非制造业和服务行业,刚才谈的汽车制造属于是制造业,但服务行业包括清洁、加油、救护、抢险、救灾这些等等,都属于非制造行业和服务行业,那么这里边跟工业机器人相比,它有一个很重要的不同,它主要是一个移动平台,它能够移动、去运动,上面有一些手臂进行操作,同时还装有一些像力觉传感器和视觉传感器、超声测距传感器等等。它对周边的环境进行识别,来判断它的运动,完成某种工作,这是服务机器人的基本的一个特点。
比方说这里边有几张图片,这是在美国,他们研制的像大型客机这种清洗工作,如果人来做的话十分繁重,那么大一个机体来清洗的话,工作量是很大,而且也很不方便,那么他们采用这种机器人来实现像飞机的这些清洗的工作,包括一些国家开发像高层建筑的清洗机器人,这也都是服务行业的机器人,还包括像家庭使用的,还有一些宾馆和一些公共场合使用的这种清洁机器人,对地面来进行清扫,还包括网球场上能够自动地把撒下的球,集中收集起来,这种机器人也都是存在的。
另一个方面的服务机器人应用,在汽车加油机器人这块也很有意思,包括我们现在的一些加油站,都是用自动的计量装置,实现了有的这种自动计量,但是还仍然用人去操作,但可以看到在一些美国的高速公路上,汽车流量很大,包括夜间都要对汽车进行加油,工作也很烦琐,所以现在很多国家在开发这种自动的加油机器人,它可以自动的计量,自动的把汽车油嘴放到汽车油箱里边去,这也都是服务机器人的一种体现。
导盲机器人它针对盲人这种安全性考虑,类似于一个小狗的形状,它能够对道路的一些障碍,运动的车辆和行人进行判断,来引导这个盲人进行安全的行走,这个确实对提高盲人的安全,是非常必要的。
再有导游礼仪机器人,这也是服务机器人,体现出一种智能的,一个体现的代表,在很多大的公司它需要对产品进行宣传,它制作出一些各种卡通形状的机器人,能够跟人进行简单的对话,介绍产品等等,这在一些宾馆能够接待一些客人等等增加企业或者宾馆的这种对社会的影响。
家务机器人主要体现在像一些对地毯和地板定期的它能够进行清扫和吸尘,它这个机器人很有意思,它有传感器,它能够把家具和人能识别出来,它自动的按照一种规律,能根据路径把地面全部的清扫干净,这也是家务中一些机器人的表现。
那么表演娱乐机器人,现在很多国家在开发这种像动物园、还有娱乐中心、还有迪斯尼这样的一个大型的游园,它为了增加趣味性,把研究出像模仿人,包装成各种人的样子,它能够说话唱歌和表演,这样还能跟人进行交流,这样的机器人,还包括把机器人包装成各种有趣的动物,像恐龙、大象、狮子,还有一些小的卡通式的这种动物,它已经完成像动物的一些动作的模仿,模仿它的声音,同时还跟人进行交流,尤其是比较有趣的是一个弹钢琴机器人,早期在日本的时候,弹了一首世界著名的名曲,在当时,在机器人界引起了很大的轰动,那么这个机器人特点,它要求手指非常灵活,自由度也特别多,而且在弹的过程中,还要有力控制和感觉的控制,所以它相对来说是对机器人机构和控制方面提高更高的要求。
还有像这种机器人的演奏家,包括它的拉小提琴,这个小提琴在乐器里边最复杂的,难度最高的一种乐器,它能通过乐曲拉小提琴,力的控制、协调、速度等等,都要进行选择或者自动的判断,还包括这也是一个机器人在做一个表演,等等就是在服务机器人方面,它很宽的一个应用领域,它跟人的需求越来越接近,那么总结一下它有几个关键技术,从技术上的方面有四个,一个是移动机构,前面看过几种机器人它跟工业机器人不一样,大多数的服务机器人,它是移动的,有轮式、履带式、还有步行式的,包括还有组合式的,这种移动机构,对环境感知功能,这也是服务机器人最重要的特点,因为它所处的环境,不像工业机器人对一个固定的环境,固定的机座,固定样子来实现的,那么这个环境也许是未知的,也许是变化的,包括清扫机器人,屋子的形状,一家一个样子,家具的摆放不一样,甚至,还有一些人在走动,这些非结构环境使得它能够准确的描述和感知和判断,这一点来讲,就表现出服务机器人具有一定的人的智能的这种功能。
另一个方面是能源技术,大家知道,早期做仿人形机器人,都带一个“辫子”,因为它能量提供不足,那么电池能量很小,所以现在的这种服务机器人,理想的这种能源它要求是密度高,输出电压比较恒定,内阻小、耐高温,还可以充电,成本低,尤其在密度高这个方面是十分重要的,所以能源技术是未来移动机器人发展中的一个十分关键的一个问题,还有控制技术,控制技术在感知环境的过程中,它也需要跟人进行交互,它既然是服务,人总要跟它接触,那么如何跟人进行交互,那么就需要一个开放式的友好的连接接口,包括语音功能,图形编程方式等等。
另一个方面的体现在农林畜产机器人这方面,国际上也有些很大的进展,可能对我们国家农业机器人,林业机器人是否需要,我们也在探讨,那么对于一些发达国家农业人口十分有限,包括在一些农副产品,松籽的采集,量很大,非常麻烦的一件事情,这样的话,一个机器人能够对像西红柿,苹果等水果,它通过形状和颜色,来判断它的成熟度,然后摘取,这个确实提高了农业自动化的一个方面的研究,包括我们国家已经研制成功嫁接机器人,对一些像嫁接,机器人采摘以后,能够对两个树枝进行自动的对接,然后将树枝缠起来,这个在中国农业大学已经研制成功,还包括林业机器人,林业机器人主要对于农林产品,像松籽进行采摘,还包括像树根,进行采伐的时候,要拔出来,和植树这方面也都有开发,更有意思的是在牧业的机器人,包括澳大利亚,绵羊和羊是非常多的一种,他们国家产量最大的一个产业,那么绵羊,剪羊毛这个量很大,那么它人力又有限,所以它在致力于开发剪羊毛机器人,它首先通过机械手,把一个羊给固定住,通过摄影机把羊的形状识别出来,然后,用这种所谓的剪子,然后根据它的形状,自动地把羊毛剔出来,同时呢,还不破坏它的皮肤,因为一个羊一个模样所以它操作的难度是很大的,对环境的感知要求很高的,所以这个技术也是非常复杂的。
建筑机器人在国外,用量、需求在逐渐增加,建筑机器人它主要解决,像我们筑路机器人,也都需要建筑机器人,包括喷涂,挖掘机,包括像一些建筑的模块化的预制板来进行拼接,都需要一些自动化的装置,还包括家庭装修的时候,像墙壁的粉刷这个量也很大,而且也很脏,对人体有害,现在国外一些公司,在开发面向家庭的粉刷这种机器人已经得到了小批量的使用,这是在建筑方面的一些体现。
还有像食品包装,缝纫这也都是说,面向服务家庭也食品这方面的应用,包括对香肠的这种包装,实际上它一方面提高了自动化水平,但另一方面,也提高了卫生程度,不然的话人类参与的话,总会带来一些不卫生的因素,包括服装裁剪,现在我们做衣服,人们越来越追求个性化,那么现在从他们有些大学在研究,包括你希望的样子,包括你站在这块儿给你扫描以后,把你的体型给你扫描出来,机器人能自动地给你设计出适合你这种身材的样子,通过你的选择和修改,然后机械手自动地对它的布料进行裁剪,最后,还有一些生产线能够自动缝纫,在英国,很多国家,也都在开发这样的一些机器人装置。
还包括消防救护机器人,在日本发展的比较多,那么像高楼建筑一旦发生火灾,那么大家知道这是很危险的事情,也是很痛苦的事情,那么通过机器人来辅助来进行救护,把人从高楼救下来,然后进行抢救,包括高楼着火的时候,它可以用这种机械爬到大楼上去,进行喷水,或者是进行切断一些电缆等等这样的工作,都可以用机器人来完成。
那么医疗机器人,是近五年来发展比较迅速的一个新的应用领域,那么这个也可以看到几个方面,包括人是一个非常珍贵的生物,那么包括人的眼球、神经、血管都很精细,那么如果人手术的时候,医生来手术,一个是疲劳,另一个人手操作的精度还是有限的,那么这是在德国,一些大学里面,面向人的脊椎,如腰间盘突出这种病,进行识别以后,能够自动地用机器人来辅助进行定位,进行操作和手术。还有一类叫康复机器人,康复机器人像比方说,现在发病量比较大的是偏瘫和半身不遂这种病患,当他恢复治疗完以后,需要对他的肢体进行锻炼和恢复,那么如果医生是有限的,不可能一个医生,天天给一个病人进行按摩或牵引这样的工作,那么家庭的人员都上班,没有时间照顾,那么用一个机器人,可以对他的手进行牵动,天天强迫他进行锻炼,使人的肌肉的恢复达到最好,更为精细的工作像很多大学和一些医院在开发像人的脑手术,这个是很危险的事情,但是,已经得到了很好的例证,包括北航开发出了对人脑的定位和钻孔这样的工作,还包括像美国已经有一千多例机器人对人眼球进行手术,这样的机器人,还包括通过遥控操作的办法,实现对人的胃肠这种手术,大家在电视里边看到,一个机械手,大概有手指这样粗细的一个机械手,通过插入腹脏以后,人在屏幕上操作这个机器手,同时对它用激光的方法对病灶进行激光的治疗,这样的话,人就不用很大幅度地破坏人的身体,这实际对人的一种解放,是非常好一种机器人,医疗机器人它也很复杂,一方面它完全自动去完成各种工作,是有困难的,一般来说都是人来参与,这是美国开发的一个林白手术这样一个例子,人通过在屏幕上,通过一个遥控操作手来控制另一个机械手,实现通过对人的腹腔进行手术,前几年我们国家展览会上,美国已经成功的实现了对人的心脏瓣膜的手术和搭桥手术,这已经在机器人领域中,引起了很大的轰动,还包括,AESOP的这种外科手术机器人,它实际上通过一些仪器能够对人的一些病变进行检查,通过一个机械手就能够实现对人的某些部位进行手术,还包括遥操作机械手,以及多个医生可以在机器人共同参与下进行手术,包括机器人给大夫医生拿钳子、镊子或刀子来代替护士的工作,同时把照明能够自动的给医生的动作联系起来,医生的手到哪儿,照明就去哪儿,这样非常好的,一个医生的助手。
那么还有几个例子,像人肩关节的手术,还包括脑外科神经手术,那么这个手术应该难度是很大的,风险是很大的,但是人在参与下,实现了准确的定位,对人体的恢复是十分有益的。另一个比较体现机器人应用的一个显示度的一个研究,是水下机器人,首先我们要回答为什么要开发水下机器人,那么人随着人们的对陆地资源的这种不断地消耗,人们也已经认识到,我们怎么样去获得更多的资源,人们把目光已经放到宇宙和水下,那么海洋的资源是非常丰富的,包括矿产资源像铜、锰、镍、钴这些资源是地面资源的上千倍,这个资源是非常大的,包括空间,那么海底探测、海上打捞、海下侦查、排险,包括我们看的电影《泰坦尼克号》,大概我们看到了一个小机器人来进行水下拍摄,还包括俄罗斯的核潜艇,发生事故以后,实际上很多大学希望能够参与,能够用机器人来进行救护等等,那么反过来说水下的应用中,机器人是大显身手的,因为人在海底下的工作,是非常危险的,这个方面,应该说在美国、法国、俄罗斯研究的是水平比较高,那么这是法国的一个水下作业机器人,在日本“海沟号”潜水器已经到了水下几千米,进行了海底的探测和海底的一些矿物的收集这样的工作。
❹ 造飞机这么高端的产业还存在着许多手工制造,是否是一种技术上的落伍
制造一个东西,不是说只要最尖端的技术就可以完全保证质量,技术反而不在于有多尖端而在于是否恰到好处。
【最香的一定是妈妈做的菜,最贵的奢侈品一定是手工制造的】
美学设计上有一个时期,叫:后现代主义。其时间出现在上个世纪的二三十年代,是工业大生产逐渐成熟的阶段。在这一阶段里美学领域的人对于古典主义(即传统的巴洛特,哥特建筑)进行了批判,他们想要获得另一种美叫做:大众之美。
于是在此之下,波普艺术出现和像包豪斯学校一样的后现代设计概念开始流谈返行起来。人们于是发现工业革命带来的不仅仅是大生产的繁重,更是得到了生活品质上的改变。
我无法给予你一个确切的答案,但是我可以肯定:【手工制造它有价格,也有价值,并且我们的科技越发达,时代越进步,其显得会更加不可替代。】
【飞机制造是最高端的一个制造产业,但手工制造却是技术上最高端的体现】
手工制造是机器制造不可替代的一个层面,因为人有感情思想,而机器只有程序。这就是人工智能可以比赢围棋高手,却只能作出狗屁不通诗句的原因。
我们所知道的世界最顶尖的民用飞机制造在美国的波音工厂。这是世界上最大的飞机制造工厂,在这里产出的波音飞机被销往世界各地,没有人会否认波音飞机是飞机界的龙头这个事实。
然而在这里制造的每一架飞机,都是人工进行拼接组装的。很不可思议吧,对于工业化自动化最发达的美国来说,对于最尖端的制造产业来说,人却代替了机器创造出了另世界赞叹的飞机。
组装一架飞机需要多少人?数千名的高级机械师,他们有自己的节奏和默契,拧一个螺帽机器是可以做到,但是他不能判断怎样的松紧对于这个螺帽来说是最合适的,但是人可以。纯手工的组装是波音飞机最引以为傲的地方。(具体可观看:超级工厂之波音747-8)
手工制造是当之无愧的人类技术的巅峰,而飞机制造作为高端的制造业,它要的不是机器对于每个零件的准确计算,而是需要机械师利用自己的经验来完成恰到好处的判断。