Puma机器人是啥?有何独特之处?

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Puma 机器人是工业机器人发展史上一个里程碑式的产品,它奠定了现代多关节工业机器人的基本设计范式。

Puma机器人是啥?有何独特之处?-第1张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)

下面我将从几个方面为您详细解读:


核心定义:什么是 Puma 机器人?

Puma (Programmable Universal Machine for Assembly) 的全称是“可编程的万能装配机”,它是由美国Unimation公司在20世纪70年代末推出的6轴多关节机器人

  • 多关节: 它模仿人类的手臂,由多个旋转关节(基座、肩、肘、腕等)串联组成,拥有6个自由度,这使得它的活动范围非常灵活,能够到达工作空间内的任意一个点,并能以不同的姿态到达该点。
  • 工业机器人: 它被设计用于工厂自动化环境,执行重复、精确的任务,如装配、搬运、焊接、喷涂等。

历史地位与革命性意义

Puma 机器人之所以如此重要,是因为它在当时是革命性的,主要体现在以下几个方面:

a. 首次真正实现商业化成功

在 Puma 之前,也有其他机器人(如 Unimation 的第一台工业机器人 Unimate),但 Puma 是第一个在市场上取得巨大成功、被广泛应用的6轴关节机器人,它成为了工业自动化的“明星产品”。

Puma机器人是啥?有何独特之处?-第2张图片-广州国自机器人
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b. 奠定了现代工业机器人的“手臂”结构

Puma 的设计——串联的6自由度关节臂——成为了此后几十年工业机器人的标准设计,今天我们在工厂里看到的大多数用于搬运、装配的机器人,其基本结构都源于 Puma,它就像工业机器人界的“iPhone”,定义了一个时代的标准形态。

c. 推动了机器人运动学的发展

Puma 的成功离不开其背后的先进理论,它首次大规模应用了机器人运动学,特别是逆运动学

  • 逆运动学: 工程师只需告诉机器人“末端执行器(比如夹爪)要去哪个坐标点,并且要以什么姿态到达”,机器人就能自己计算出每个关节需要转动多少角度,这极大地简化了编程,使得机器人能够轻松完成复杂的轨迹任务。

d. 引入了先进的控制技术

Puma 采用了当时非常先进的计算机控制技术,其控制器使用了PDP-11/LSI-11计算机,并运行了VAL (Victor's Assembly Language)编程语言,VAL 语言简单易学,允许操作员通过示教器(Teach Pendant)引导机器人手臂运动来记录轨迹,大大降低了使用门槛。


Puma 机器人的主要特点与技术规格

  • 结构: 6自由度(6R)串联关节臂。
  • 驱动: 主要采用直流伺服电机驱动。
  • 控制: 使用 Unimation 公司的 VAL 控制语言,支持示教编程和文本编程。
  • 精度: 虽然以今天的标准看精度不高(大约在0.1-1毫米级别),但在当时已经非常出色,足以满足大多数装配任务。
  • 应用: 主要用于电子、汽车等行业的精密装配、点胶、小零件搬运等任务。

Puma 机器人的现状与影响

现状:退役的先驱

Puma 机器人早已停产,并且大多数服役多年的机器也已经退役,它的技术已经被更现代、更强大、更精确的机器人所取代,你只能在一些科技博物馆(如美国计算机历史博物馆)或大学的实验室里看到它的身影,作为机器人发展史上的一个重要展品。

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深远影响:活的教科书

尽管 Puma 本身已经退出历史舞台,但它的影响无处不在:

  1. 行业标准: 它的6R关节臂结构是现代工业机器人的“默认模板”。
  2. 技术传承: 现代工业机器人运动学、动力学和控制理论的基础,很大程度上是在 Puma 及其同期产品的研究和应用中奠定的,学习机器人学,Puma 仍然是一个最经典、最完美的教学案例。
  3. 产业奠基: 它的成功证明了工业机器人的商业价值,推动了全球机器人产业的发展,催生了后来的 ABB、KUKA、FANUC、Yaskawa 等行业巨头。

Puma 机器人不仅仅是一台机器,它是工业机器人从概念走向成熟并大规模应用的标志性产品,它用革命性的设计和先进的理论,为现代工业机器人画出了“标准蓝图”,其影响力延续至今,可以说,没有 Puma,今天的工厂自动化世界将会是另一番模样。

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