中国国际工业装配及传输技术设备展览会/中国国际智能工厂及自动化技术展览会
2024.08.01-03 北京·中国国际展览中心(顺义馆)
工业机器人广泛使用在汽车、电器、食品等各类产业制造上,能替代反复的机械式操纵工作,是靠本身动力和控制来实现种种功用的一种机器。它能够承受人类指挥,也能够按照事先编排的程序运转。
工业机器人基本主要构成部分包括:
1、主体
主体机械即机座和实行机构,包括大臂、小臂、腕部和手部,构成多自由度的机械系统。有的机器人另有行走机构。工业机器人有6个自由度乃至更多腕部通俗有1~3个活动自由度
2、驱动系统
工业机器人的驱动系统,按动力源分为液压、气动和电动三大类。依据需求也可由这三种范例组合并复合式的驱动系统。或者通过同步带、轮系、齿轮等机械传动机构来间接驱动。驱动系统有动力装置和传动机构,用以实行机构发生相应的动作,这三类根本驱动系统的各有特点,现在主流的是电动驱动系统。
由于低惯量、大转矩,交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交换变频器、直流脉冲宽度调制器)被普遍接纳。这类系统不需能量转换,运用方便,控制灵敏。大多数电机后面需安装精细的传动机构:减速器。其运用齿轮的速率转换器,将电机的反转数减速到所要的反转数,并得到较大转矩的装置,从而降低转速,增加转矩。当负载较大时,一味提升伺服电机的功率是很不划算的,能够在适宜的速率范畴内通过减速器来进一步输出扭矩。伺服电机在低频运转下容易发热和出现低频振动,长时间和重复性的工作不利于确保其准确性、牢靠运转。精细减速电机的存在使伺服电机在一个适宜的速率下运转,加强机器本体刚性的同时输出更大的力矩。如今主流的减速器有两种:谐波减速器和RV减速器。
谐波减速器分解图
3、控制系统
机器人控制系统是机器人的大脑,是决定机器人功用和功能的主要要素。控制系统是按照输入的程序对驱动系统和实行机构实施指令信号,并进行控制。工业机器人控制技术的主要任务便是控制工业机器人在工作空间中的活动范围、姿势和轨迹、动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操纵、友好的人机交互界面、在线操纵提示和运用方便等特点。
1)机器人控制系统“控制”的目的是指被控对象会按照者所期望的方式产生行为。“控制”的基本条件是了解被控对象的特性。“实质”是对驱动器输出力矩的控制。
2)机器人的基本工作原理是示教再现,示教也称导引示教,是人工导引机器人,一步步按实际需求动作流程操作一遍,机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的姿态、位置、工艺参数、运动参数等,并自动生成一个连续执行的程序。完成示教后,只需要给机器人一个启动命令,机器人将会地自动按照示教好的动作,完成全部流程。
3)机器人控制的分类:a.按照有无反馈分为:开环控制、闭环控制。开环精确控制的条件为精确地知道被控对象的模型,并且这一模型在控制过程中保持不变。b.按照期望控制量分为:力控制、位置控制、混合控制这三种。位置控制分为:单关节位置控制(位置反馈,位置速度反馈,位置速度加速度反馈)、多关节位置控制多关节位置控制分为分解运动控制、集中控制力控制分为:直接力控制、阻抗控制、力位混合控制。c.智能化的控制方式包括:模糊控制、自适应控制、最优控制、神经网络控制、模糊神经网络控制 、专家控制等。
4)控制系统硬件配置、结构;电气硬件;软件架构等。
4、感知系统
由内部传感器模块和外部传感器模块构成,获取内部和外部的环境状态中有意义的信息。内部传感器:用来检测机器人本身状态(如手臂间的角度)的传感器,多为检测位置和角度的传感器。具体有:位置传感器、位移传感器、角度传感器等。外部传感器:用来检测机器人所处环境(如检测物体、测量距离物体的距离)及状况(如检测抓取的物体是否滑落)的传感器。具体有距离传感器、视觉传感器、力距传感器等。智能传感系统的使用提高了机器人的机动性、实用性和智能化的标准,人类的感知系统对外部世界信息是机器人灵巧的,然而,对于一些特殊的信息,传感器比人更加有效
5、末端执行器
末端执行器连接在机械手最后一个关节上的部件,它一般用来抓取物体,与其他机构连接并执行需要的任务。机器人制造上一般不设计或出售末端执行器,多数情况下,他们只提供一个简单的抓持器。通常末端执行器安装在机器人6轴的法兰盘上以完成给定环境中的任务,如焊接、喷漆、涂胶以及零件装卸等就是需要机器人来完成的任务。