工業(yè)可編程機(jī)器人

工業(yè)可編程機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人01特點(diǎn)分類原理結(jié)構(gòu)目錄030204基本信息工業(yè)可編程機(jī)器人即工業(yè)機(jī)器人，具有可編程的特點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人是綜合了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、機(jī)械工程技術(shù)、電子工程技術(shù)、信息傳感器技術(shù)、控制理論、機(jī)構(gòu)學(xué)、人工智能學(xué)、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。在國外工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟，其己經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備而在工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)廣泛應(yīng)用，從而也形成了一批在同際上較有影響力的工業(yè)機(jī)器人公司，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展水平也成為一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。特點(diǎn)特點(diǎn)戴沃爾提出的工業(yè)機(jī)器人有以下特點(diǎn)：將數(shù)控機(jī)床的伺服軸與遙控操縱器的連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接在一起，預(yù)先設(shè)定的機(jī)械手動(dòng)作經(jīng)編程輸入后，系統(tǒng)就可以離開人的輔助而獨(dú)立運(yùn)行。這種機(jī)器人還可以接受示教而完成各種簡單的重復(fù)動(dòng)作，示教過程中，機(jī)械手可依次通過工作任務(wù)的各個(gè)位置，這些位置序列全部記錄在存儲(chǔ)器內(nèi)，任務(wù)的執(zhí)行過程中，機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)在伺服驅(qū)動(dòng)下依次再現(xiàn)上述位置，故這種機(jī)器人的主要技術(shù)功能被稱為“可編程”和“示教再現(xiàn)”。1962年美國推出的一些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。后來，出現(xiàn)了具有視覺傳感器的、能識(shí)別與定位的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人最顯著的特點(diǎn)有以下幾個(gè)：1、可編程。生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性啟動(dòng)化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。2、擬人化。工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業(yè)機(jī)器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機(jī)器人對(duì)周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。3、通用性。原理原理現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用的各種操作機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)中最成熟的一類，這種工業(yè)機(jī)器人實(shí)質(zhì)上是一類能根據(jù)預(yù)先將程序編制在存儲(chǔ)裝置中，然后操作程序自動(dòng)重復(fù)執(zhí)行，進(jìn)行完全代替人工作業(yè)的自動(dòng)化機(jī)器。工業(yè)機(jī)器人構(gòu)成是個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，通過運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人本體、傳感器等部件可以完成人們需要的功能。工廠中高性能通用型工業(yè)機(jī)器人一般采用關(guān)節(jié)型的機(jī)械結(jié)構(gòu)，每個(gè)關(guān)節(jié)由獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制，通過計(jì)算機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)單元的功率放大電路進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制操作。關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人的組成由人機(jī)界面(示教器)、伺服驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制器(下位機(jī))、機(jī)器人本體等組成，通過機(jī)器人末端帶不同的夾具來實(shí)現(xiàn)不同的功能。示教器是對(duì)機(jī)器入狀態(tài)的監(jiān)控及發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令部分，是人跟機(jī)器人信息交互的唯一窗口；伺服驅(qū)動(dòng)器是對(duì)伺服電機(jī)的控制，是機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源；運(yùn)動(dòng)控制器是各個(gè)關(guān)節(jié)的位姿運(yùn)算單元，正解和逆解程序的執(zhí)行、運(yùn)行都在其中計(jì)算；機(jī)器人本體是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)要求功能的最直接部件。分類分類按照工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展過程其可分為三代：第一代是示教再現(xiàn)機(jī)器人，主要由機(jī)器人本體、運(yùn)動(dòng)控制器和示教盒組成，操作過程比較簡單。第一代機(jī)器人使用示教盒在線示教編程，并保存示教信息。當(dāng)機(jī)器人自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，由運(yùn)動(dòng)控制器解析并執(zhí)行存儲(chǔ)的示教程序，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作。這類機(jī)器人通常采用點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，連續(xù)軌跡再現(xiàn)的控制方法，可以完成直線和圓弧的連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)，然而復(fù)雜曲線的運(yùn)動(dòng)則由多段圓弧和直線組合而成。由于操作的容易性、可視性強(qiáng)，所以在當(dāng)前工業(yè)中應(yīng)用最多。第二代是離線編程機(jī)器人，該機(jī)器人編程系統(tǒng)是采用離線式計(jì)算機(jī)實(shí)體模型仿真技術(shù)，首先建立起機(jī)器人及其工作環(huán)境的實(shí)體模型，再采用實(shí)際的正逆解算法，通過對(duì)實(shí)體模型的控制和操作，在離線的情況下進(jìn)行路徑規(guī)劃，然后通過編程對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行三維動(dòng)畫仿真，以檢驗(yàn)編程的正確性，最后將正確的代碼傳遞給機(jī)器人控制柜，以控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，完成了離線編程。第三代是智能機(jī)器人，它除了具有第一代和第二代的特點(diǎn)以外可帶有各種傳感器，這類機(jī)器人對(duì)外界環(huán)境不但具有感覺能力，而且具有獨(dú)立判斷、記憶、推理和決策的能力。能適應(yīng)外部對(duì)象、環(huán)境協(xié)調(diào)地工作，能完成更加復(fù)雜的動(dòng)作。在工作時(shí)通過傳感器獲得外部的信息，并進(jìn)行信息反饋，然后靈活調(diào)整工作狀態(tài)，保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作。此機(jī)器人用在弧焊和搬運(yùn)工作中較多。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，其中腕部通常有1～3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)能，又可分點(diǎn)位型和連續(xù)軌跡型。點(diǎn)位型只控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，適用于機(jī)床上下料、點(diǎn)焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)；連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動(dòng)，適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計(jì)算機(jī)上已編好的作業(yè)程序文件，通過RS232串口或者以太等通信方式傳送到機(jī)