中國國際工業(yè)裝配及傳輸技術設備展覽會/中國國際智能工廠及自動化技術展覽會
2025.10.16-19 北京·北人亦創(chuàng)國際會展中心
工業(yè)機器人廣泛使用在汽車、電器、食品等各類產(chǎn)業(yè)制造上,能替代反復的機械式操縱工作,是靠本身動力和控制來實現(xiàn)種種功用的一種機器。它能夠承受人類指揮,也能夠按照事先編排的程序運轉(zhuǎn)。
工業(yè)機器人基本主要構成部分包括:
1、主體
主體機械即機座和實行機構,包括大臂、小臂、腕部和手部,構成多自由度的機械系統(tǒng)。有的機器人另有行走機構。工業(yè)機器人有6個自由度乃至更多腕部通俗有1~3個活動自由度
2、驅(qū)動系統(tǒng)
工業(yè)機器人的驅(qū)動系統(tǒng),按動力源分為液壓、氣動和電動三大類。依據(jù)需求也可由這三種范例組合并復合式的驅(qū)動系統(tǒng)?;蛘咄ㄟ^同步帶、輪系、齒輪等機械傳動機構來間接驅(qū)動。驅(qū)動系統(tǒng)有動力裝置和傳動機構,用以實行機構發(fā)生相應的動作,這三類根本驅(qū)動系統(tǒng)的各有特點,現(xiàn)在主流的是電動驅(qū)動系統(tǒng)。
由于低慣量、大轉(zhuǎn)矩,交、直流伺服電機及其配套的伺服驅(qū)動器(交換變頻器、直流脈沖寬度調(diào)制器)被普遍接納。這類系統(tǒng)不需能量轉(zhuǎn)換,運用方便,控制靈敏。大多數(shù)電機后面需安裝精細的傳動機構:減速器。其運用齒輪的速率轉(zhuǎn)換器,將電機的反轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的反轉(zhuǎn)數(shù),并得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置,從而降低轉(zhuǎn)速,增加轉(zhuǎn)矩。當負載較大時,一味提升伺服電機的功率是很不劃算的,能夠在適宜的速率范疇內(nèi)通過減速器來進一步輸出扭矩。伺服電機在低頻運轉(zhuǎn)下容易發(fā)熱和出現(xiàn)低頻振動,長時間和重復性的工作不利于確保其準確性、牢靠運轉(zhuǎn)。精細減速電機的存在使伺服電機在一個適宜的速率下運轉(zhuǎn),加強機器本體剛性的同時輸出更大的力矩。如今主流的減速器有兩種:諧波減速器和RV減速器。
諧波減速器分解圖
3、控制系統(tǒng)
機器人控制系統(tǒng)是機器人的大腦,是決定機器人功用和功能的主要要素。控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和實行機構實施指令信號,并進行控制。工業(yè)機器人控制技術的主要任務便是控制工業(yè)機器人在工作空間中的活動范圍、姿勢和軌跡、動作的時間等。具有編程簡單、軟件菜單操縱、友好的人機交互界面、在線操縱提示和運用方便等特點。
1)機器人控制系統(tǒng)“控制”的目的是指被控對象會按照者所期望的方式產(chǎn)生行為?!翱刂啤钡幕緱l件是了解被控對象的特性。“實質(zhì)”是對驅(qū)動器輸出力矩的控制。
2)機器人的基本工作原理是示教再現(xiàn),示教也稱導引示教,是人工導引機器人,一步步按實際需求動作流程操作一遍,機器人在導引過程中自動記憶示教的每個動作的姿態(tài)、位置、工藝參數(shù)、運動參數(shù)等,并自動生成一個連續(xù)執(zhí)行的程序。完成示教后,只需要給機器人一個啟動命令,機器人將會地自動按照示教好的動作,完成全部流程。
3)機器人控制的分類:a.按照有無反饋分為:開環(huán)控制、閉環(huán)控制。開環(huán)精確控制的條件為精確地知道被控對象的模型,并且這一模型在控制過程中保持不變。b.按照期望控制量分為:力控制、位置控制、混合控制這三種。位置控制分為:單關節(jié)位置控制(位置反饋,位置速度反饋,位置速度加速度反饋)、多關節(jié)位置控制多關節(jié)位置控制分為分解運動控制、集中控制力控制分為: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、自適應控制、最優(yōu)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制 、專家控制等。
4)控制系統(tǒng)硬件配置、結構;電氣硬件;軟件架構等。
4、感知系統(tǒng)
由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊構成,獲取內(nèi)部和外部的環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息。內(nèi)部傳感器:用來檢測機器人本身狀態(tài)(如手臂間的角度)的傳感器,多為檢測位置和角度的傳感器。具體有:位置傳感器、位移傳感器、角度傳感器等。外部傳感器:用來檢測機器人所處環(huán)境(如檢測物體、測量距離物體的距離)及狀況(如檢測抓取的物體是否滑落)的傳感器。具體有距離傳感器、視覺傳感器、力距傳感器等。智能傳感系統(tǒng)的使用提高了機器人的機動性、實用性和智能化的標準,人類的感知系統(tǒng)對外部世界信息是機器人靈巧的,然而,對于一些特殊的信息,傳感器比人更加有效
5、末端執(zhí)行器
末端執(zhí)行器連接在機械手最后一個關節(jié)上的部件,它一般用來抓取物體,與其他機構連接并執(zhí)行需要的任務。機器人制造上一般不設計或出售末端執(zhí)行器,多數(shù)情況下,他們只提供一個簡單的抓持器。通常末端執(zhí)行器安裝在機器人6軸的法蘭盤上以完成給定環(huán)境中的任務,如焊接、噴漆、涂膠以及零件裝卸等就是需要機器人來完成的任務。