機器人技術

工業機器人主要部件組成有哪些?

轉載 :  caifu50225.cn   2019年08月05日

        随着中國制造業轉型步伐的加快,機器人的使用越來越頻繁,作為工廠裡的技術工程師必需了解機器人的相關技術,那麼通用機器人由什麼部件組成呢?
        機器人作為一個系統,它由如下部件構成:
        機械手或移動車:這是機器人的主體部分,由連杆,活動關節以及其它結構部件構成,使機器人達到空間的某一位置。如果沒有其它部件,僅機械手本身并不是機器人。
        末端執行器:連接在機械手最後一個關節上的部件,它一般用來抓取物體,與其他機構連接并執行需要的任務。機器人制造上一般不設計或出售末端執行器,多數情況下,他們隻提供一個簡單的抓持器。末端執行器安裝在機器人上以完成給定環境中的任務,如焊接,噴漆,塗膠以及零件裝卸等就是少數幾個可能需要機器人來完成的任務。通常,末端執行器的動作由機器人控制器直接控制,或将機器人控制器的信号傳至末端執行器自身的控制裝置(如PLC)。


工業機器人由哪些主要部件組成呢?


        驅動器:驅動器是機械手的“肌肉”。常見的驅動器有伺服電機,步進電機,氣缸及液壓缸等,也還有一些用于某些特殊場合的新型驅動器,它們将在第6章進行讨論。驅動器受控制器的控制。
        傳感器:傳感器用來收集機器人内部狀态的信息或用來與外部環境進行通信。機器人控制器需要知道每個連杆的位置才能知道機器人的總體構型。人即使在完全黑暗中也會知道胳膊和腿在哪裡,這是因為肌腱内的中樞神經系統中的神經傳感器将信息反饋給了人的大腦。大腦利用這些信息來測定肌肉伸縮程度進而确定胳膊和腿的狀态。對于機器人,集成在機器人内的傳感器将每一個關節和連杆的信息發送給控制器,于是控制器就能決定機器人的構型。機器人常配有許多外部傳感器,例如視覺系統,觸覺傳感器,語言合成器等,以使機器人能與外界進行通信。
        控制器:機器人控制器從計算機獲取數據,控制驅動器的動作,并與傳感器反饋信息一起協調機器人的運動。假如要機器人從箱櫃裡取出一個零件,它的第一個關節角度必須為35°,如果第一關節尚未達到這一角度,控制器就會發出一個信号到驅動器(輸送電流到電動機),使驅動器運動,然後通過關節上的反饋傳感器(電位器或編碼器等)測量關節角度的變化,當關節達到預定角度時,停止發送控制信号。對于更複雜的機器人,機器人的運動速度和力也由控制器控制。機器人控制器與人的小腦十分相似,雖然小腦的功能沒有人的大腦功能強大,但它卻控制着人的運動。
        處理器:處理器是機器人的大腦,用來計算機器人關節的運動,确定每個關節應移動多少和多遠才能達到預定的速度和位置,并且監督控制器與傳感器協調動作。處理器通常就是一台計算機(專用)。它也需要擁有操作系統,程序和像監視器那樣的外部設備等。
        軟件:用于機器人的軟件大緻有三塊。第一塊是操作系統,用來操作計算機。第二塊是機器人軟件,它根據機器人運動方程計算每一個關節的動作,然後将這些信息傳送到控制器,這種軟件有多種級别,從機器語言到現代機器人使用的高級語言不等。第三塊是例行程序集合和應用程序,它們是為了使用機器人外部設備而開發的(例如視覺通用程序),或者是為了執行特定任務而開發的。
        機器人在其工作區域内可以達到的最大距離。器人可按任意的姿态達到其工作區域内的許多點(這些點稱為靈巧點)。然而,對于其他一些接近于機器人運動範圍的極限線,則不能任意指定其姿态(這些點稱為非靈巧點)。說明:運動範圍是機器人關節長度和其構型的函數。
        精度:精度是指機器人到達指定點的精确程度說明:它與驅動器的分辨率以及反饋裝置有關。大多數工業機器人具有0.001英寸或更高的精度。
        重複精度:重複精度是指如果動作重複多次,機器人到達同樣位置的精确程度。舉例:假設驅動機器人到達同一點100次,由于許多因素會影響機器人的位置精度,機器人不可能每次都能準确地到達同一點,但應在以該點為圓心的一個圓區範圍内。該圓的半徑是由一系列重複動作形成的,這個半徑即為重複精度。說明:重複精度比精度更為重要,如果一個機器人定位不夠精确,通常會顯示一固定的誤差,這個誤差是可以預測的,因此可以通過編程予以校正。舉例:假設一個機器人總是向右偏離0.01mm,那麼可以規定所有的位置點都向左偏移0.01mm英寸,這樣就消除了偏差。說明:如果誤差是随機的,那它就無法預測,因此也就無法消除。重負精度限定了這種随機誤差的範圍,通常通過一定次數地重複運行機器人來測定。

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