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工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人簡介：

    工業(yè)機(jī)器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置,，具有一定的自動性，可依靠自身的動力能源和控制能力實現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能,。工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于電子,、物流、化工等各個工業(yè)領(lǐng)域之中,。

    組成：

    一般來說,，工業(yè)機(jī)器人由三大部分6個子系統(tǒng)組成。三大部分是機(jī)械部分,、傳感部分和控制部分,。6個子系統(tǒng)可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng),、感知系統(tǒng),、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng),。

    1.機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

    從機(jī)械結(jié)構(gòu)來看,，工業(yè)機(jī)器人總體上分為串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人。串聯(lián)機(jī)器人的特點是一個軸的運(yùn)動會改變另一個軸的坐標(biāo)原點,，而并聯(lián)機(jī)器人一個軸運(yùn)動則不會改變另一個軸的坐標(biāo)原點,。早期的工業(yè)機(jī)器人都是采用串聯(lián)機(jī)構(gòu)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)定義為動平臺和定平臺通過至少兩個獨(dú)立的運(yùn)動鏈相連接,，機(jī)構(gòu)具有兩個或兩個以上自由度,，且以并聯(lián)方式驅(qū)動的一種閉環(huán)機(jī)構(gòu),。并聯(lián)機(jī)構(gòu)有兩個構(gòu)成部分,，分別是手腕和手臂。手臂活動區(qū)域?qū)顒涌臻g有很大的影響,，而手腕是工具和主體的連接部分,。與串聯(lián)機(jī)器人相比較，并聯(lián)機(jī)器人具有剛度大,、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,、承載能力大、微動精度高,、運(yùn)動負(fù)荷小的優(yōu)點,。在位置求解上，串聯(lián)機(jī)器人的正解容易,，但反解十分困難,；而并聯(lián)機(jī)器人則相反，其正解困難,，反解卻非常容易,。

    2.驅(qū)動系統(tǒng)

    驅(qū)動系統(tǒng)是向機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)提供動力的裝置,。根據(jù)動力源不同，驅(qū)動系統(tǒng)的傳動方式分為液壓式,、氣壓式,、電氣式和機(jī)械式4種。早期的工業(yè)機(jī)器人采用液壓驅(qū)動,。由于液壓系統(tǒng)存在泄露,、噪聲和低速不穩(wěn)定等問題，并且功率單元笨重和昂貴,，目前只有大型重載機(jī)器人,、并聯(lián)加工機(jī)器人和一些特殊應(yīng)用場合使用液壓驅(qū)動的工業(yè)機(jī)器人。氣壓驅(qū)動具有速度快,、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,、維修方便、價格低等優(yōu)點,。但是氣壓裝置的工作壓強(qiáng)低,，不易..定位，一般僅用于工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的驅(qū)動,。氣動手抓,、旋轉(zhuǎn)氣缸和氣動吸盤作為末端執(zhí)行器可用于中、小負(fù)荷的工件抓取和裝配,。電力驅(qū)動是目前使用.多的一種驅(qū)動方式,，其特點是電源取用方便，響應(yīng)快,，驅(qū)動力大,，信號檢測、傳遞,、處理方便,，并可以采用多種靈活的控制方式，驅(qū)動電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī),，目前也有采用直接驅(qū)動電機(jī),，但是造價較高，控制也較為復(fù)雜,，和電機(jī)相配的減速器一般采用諧波減速器,、擺線針輪減速器或者行星齒輪減速器。由于并聯(lián)機(jī)器人中有大量的直線驅(qū)動需求,，直線電機(jī)在并聯(lián)機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,。

    3.感知系統(tǒng)

    機(jī)器人感知系統(tǒng)把機(jī)器人各種內(nèi)部狀態(tài)信息和環(huán)境信息從信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器人自身或者機(jī)器人之間能夠理解和應(yīng)用的數(shù)據(jù)和信息，除了需要感知與自身工作狀態(tài)相關(guān)的機(jī)械量，如位移,、速度和力等,，視覺感知技術(shù)是工業(yè)機(jī)器人感知的一個重要方面。視覺伺服系統(tǒng)將視覺信息作為反饋信號,，用于控制調(diào)整機(jī)器人的位置和姿態(tài),。機(jī)器視覺系統(tǒng)還在質(zhì)量檢測、識別工件,、食品分揀,、包裝的各個方面得到了廣泛應(yīng)用。感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成,，智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動性,、適應(yīng)性和智能化水平。

    4. 機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)

    機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)是實現(xiàn)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng),。機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個功能單元,，如加工制造單元、焊接單元,、裝配單元等,。當(dāng)然也可以是多臺機(jī)器人集成為一個去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。

    5.人機(jī)交互系統(tǒng)

    人機(jī)交互系統(tǒng)是人與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系和參與機(jī)器人控制的裝置,。例如：計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)終端,、指令控制臺、信息顯示板,、危險信號報警器等,。

    6.控制系統(tǒng)

    控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令以及從傳感器反饋回來的信號，支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動和功能,。如果機(jī)器人不具備信息反饋特征,，則為開環(huán)控制系統(tǒng)；具備信息反饋特征,，則為閉環(huán)控制系統(tǒng),。根據(jù)控制原理可分為程序控制系統(tǒng)、適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng),。根據(jù)控制運(yùn)動的形式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制。