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機器人技術科普之必知工業機器人分類

發布時間:2015.03.05    點擊數: 24058

  一、工業機器人按臂部的運動形式分為四種:

  1、直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動;

  2、圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉和伸縮動作;

  3、球坐標型的臂部能回轉、俯仰和伸縮;

  4、關節型的臂部有多個轉動關節。

 

  二、工業機器人按執行機構運動的控制機能又可分點位型和連續軌跡型

  1、點位型只控制執行機構由一點到另一點的準確定位,適用于機床上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業;

  2、連續軌跡型可控制執行機構按給定軌跡運動,適用于連續焊接和涂裝等作業。

 

  三、工業機器人按程序輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類:

  1、編程輸入型是將計算機上已編好的作業程序文件,通過RS232串口或者以太網等通信方式傳送到機器人控制柜。

  2、示教輸入型的示教方法有兩種:

  一種是由操作者用手動控制器(示教操縱盒),將指令信號傳給驅動系統,使執行機構按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍;

  另一種是由操作者直接領動執行機構,按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍。在示教過程的同時,工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機器人自動工作時,控制系統從程序存儲器中檢出相應信息,將指令信號傳給驅動機構,使執行機構再現示教的各種動作。示教輸入程序的工業機器人稱為示教再現型工業機器人。

 

  四、智能工業機器人

  具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業機器人,能在較為復雜的環境下工作;如具有識別功能或更進一步增加自適應、自學習功能,即成為智能型工業機器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應環境,并自動完成更為復雜的工作。

 

  【其他知識】

  一、工業機器人作業特點

  工業機器人是一種通過重復編程和自動控制,能夠完成制造過程中某些操作任務的多功能、多自由度的機電一體化自動機械裝備和系統,它結合制造主機或生產線,可以組成單機或多機自動化系統,在無人參與下,實現搬運、焊接、裝配和噴涂等多種生產作業。如下圖所示的是生產線上操作的工業機器人。當前,工業機器人技術和產業迅速發展,在生產中應用日益廣泛,已成為現代制造生產中重要的高度自動化裝備。

生產線上操作的工業機器人生產線上操作的工業機器人

 

  二、工業機器人的特點

  自20世紀60年代初第一代機器人在美國問世以來,工業機器人的研制和應用有了飛速的發展,但工業機器人最顯著的特點歸納有以下幾個。

  1.可編程。生產自動化的進一步發展是柔性自動化。工業機器人可隨其工作環境變化的需要而再編程,因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發揮很好的功用,是柔性制造系統(FMS)中的一個重要組成部分。

  2.擬人化。工業機器人在機械結構上有類似人的行走、腰轉、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有電腦。此外,智能化工業機器人還有許多類似人類的 “生物傳感器”,如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業機器人對周圍環境的自適應能力。

  3.通用性。除了專門設計的專用的工業機器人外,一般工業機器人在執行不同的作業任務時具有較好的通用性。比如,更換工業機器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可執行不同的作業任務。

  4.機電一體化。工業機器人技術涉及的學科相當廣泛,但是歸納起來是機械學和微電子學的結合——機電一體化技術。第三代智能機器人不僅具有獲取外部環境信息的各種傳感器,而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智能,這些都和微電子技術的應用,特別是計算機技術的應用密切相關。因此,機器人技術的發展必將帶動其他技術的發展,機器人技術的發展和應用水平也可以驗證一個國家科學技術和工業技術的發展和水平。

 

  三、工業機器人的組成

  工業機器人系統由三大部分六個子系統組成。三大部分是:機械部分、傳感部分、控制部分。六個子系統是:驅動系統、機械結構系統、感受系統、機器人—環境交互系統、人—機交互系統、控制系統。下面將分述六個子系統。

 

  1.驅動系統

  要使機器人運行起來,就需給各個關節即每個運動自由度安置傳動裝置,這就是驅動系統。驅動系統可以是液壓傳動、氣動傳動、電動傳動,或者把它們結合起來應用的綜合系統;可以直接驅動或者通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機械傳動機構進行間接驅動。

 

  2.機械結構系統

  工業機器人的機械結構系統是工業機器人為完成各種運動的機械部件。系統由骨骼(桿件)和連接它們的關節(運動副)構成,具有多個自由度,主要包括手部、腕部、臂部、機身等部件。

  (1)手部:又稱為末端執行器或夾持器,是工業機器人對目標直接進行操作的部分,在手部可安裝專用的工具,如焊槍、噴槍、電鉆、電動螺釘(母)擰緊器等。

  (2)腕部:腕部是連接手部和臂部的部分,主要功能是調整手部的姿態和方位。

  (3)臂部:用以連接機身和腕部,是支撐腕部和手部的部件,由動力關節和連桿組成。用以承受工件或工具的負荷,改變工件或工具的空間位置,并將它們送至預定位置。

  (4)機身:是機器人的支撐部分,有固定式和移動式兩種。

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