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工业机器人资讯
工业机器人有何特点,是如何组成的
时间: 2017-12-30浏览次数:
工业机器人是一种通过重复编程和自动控制,能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统。它结合制造主机或生产线,可以组成单机或多机

  工业机器人是一种通过重复编程和自动控制,能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统。它结合制造主机或生产线,可以组成单机或多机自动化系统,在无人参与下,实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。

一、工业机器人作业特点

  工业机器人是一种通过重复编程和自动控制,能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统,它结合制造主机或生产线,可以组成单机或多机自动化系统。

  在无人参与下,实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。如下图所示的是生产线上操作的工业机器人。当前,工业机器人技术和产业迅速发展,在生产中应用日益广泛,已成为现代制造生产中重要的高度自动化装备。

  1、可编程:

  生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统(FMS)中的一个重要组成部分。

  2、拟人化:

  工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的 “生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

  3、通用性:

  除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。

  4、机电一体化:工业机器人技术涉及的学科相当广泛,但是归纳起来是机械学和微电子学的结合--机电一体化技术。

二、工业机器人按臂部的运动形式分为四种

  1、多轴机器人
 
  多轴机器人又称单轴机械手,工业机械臂,电缸等,是以XYZ直角坐标系统为基本数学模型,以伺服电机、步进电机为驱动的单轴机械臂为基本工作单元,以滚珠丝杆、同步皮带、齿轮齿条为常用的传动方式。

  所架构起来的机器人系统,可以完成在XYZ三维坐标系中任意一点的到达和遵循可控的运动轨迹。 多轴机器人采用运动控制系统实现对其的驱动及编程控制,直线、曲线等运动轨迹的生成为多点插补方式,操作及编程方式为引导示教编程方式或坐标定位方式。

  2、SCARA机器人

  SCARA机器人是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。SCARA机器人有3个旋转关节,其轴线相互平行,在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节,用于完成末端件在垂直于平面的运动。

  手腕参考点的位置是由两旋转关节的角位移φ1和φ2,及移动关节的位移z决定的,即p=f(φ1,φ2,z),如图所示。这类机器人的结构轻便、响应快,例如Adept 1型SCARA机器人运动速度可达10m/s,比一般关节式机器人快数倍。它最适用于平面定位,垂直方向进行装配的作业。

  3、坐标机器人

  坐标机器人是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动。

  坐标机器人采用运动控制系统实现对其的驱动及编程控制,直线、曲线等运动轨迹的生成为多点插补方式,操作及编程方式为引导示教编程方式或坐标定位方式。

  作为一种成本低廉、系统结构简单的自动化机器人系统解决方案,坐标机器可以被应用于点胶、滴塑、喷涂、码垛、分拣、包装、焊接、金属加工、搬运、上下料、装配、印刷等常见的工业生产领域,在替代人工,提高生产效率,稳定产品质量等方面都具备显著的应用价值。

  4、串联和并联机器人

  串联机器人其串联式结构是一个开放的运动链,其所有运动杆并没有形成一个封闭的结构链。串联机器人的工作空间大,运动分析比较容易可以避免驱动轴之间的耦合效应。但其机构各轴必须要独立控制,并且需要搭配编码器和传感器来提高机构运动时的精准度。

  而并联机器人和传统工业用串联机器人在应用上构成互补关系,它是一个封闭的运动链。并联机器人不易产生动态误差,无误差积累精度较高。另外其结构紧凑稳定,输出轴大部分承受轴向力,机器刚性高,承载能力大。但是,并联机器人在位置求解上正解比较困难,而反解容易。
三、工业机器人的组成

  1、驱动系统

  要使机器人运行起来,就需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置,这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气动传动、电动传动,或者把它们结合起来应用的综合系统;可以直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接驱动。

  2、机械结构系统

  手部:又称为末端执行器或夹持器,是工业机器人对目标直接进行操作的部分,在手部可安装专用的工具,如焊枪、喷枪、电钻、电动螺钉(母)拧紧器等。

  腕部:腕部是连接手部和臂部的部分,主要功能是调整手部的姿态和方位。

  臂部:用以连接机身和腕部,是支撑腕部和手部的部件,由动力关节和连杆组成。用以承受工件或工具的负荷,改变工件或工具的空间位置,并将它们送至预定位置。

  机身:是机器人的支撑部分,有固定式和移动式两种。


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