工業機器人的“主體”、“系統”、“執行器”是什么?
什么是主體?
主體機械即機座和實行機構,包括大臂、小臂、腕部和手部,構成的多自由度的機械系統。有的機器人另有行走機構。工業機器人有6個自由度乃至更多腕部通常有1~3個活動自由度。
什么是驅動系統?
根據動力源的不同,工業機器人的驅動系統分為三類:液壓、氣動和電動。根據要求,驅動系統也可以通過這三個例子進行組合。或由同步帶、齒輪系和齒輪等機械傳動機構間接驅動。驅動系統具有送料裝置和傳動機構,用于執行機構的相應動作。這三種基本驅動系統各有特點。現在的主流是電力驅動系統。
由于低慣量,大轉矩交流和直流伺服電機及其配套伺服電機(變頻器、直流脈寬調制器)被廣泛接受。這種系統不需要電源轉換,使用方便,控制靈敏。大多數電機后面都需要配備一個薄型傳動機構:減速器。它的輪齒利用齒輪變速器將電機的反轉數降低到所需的反轉數,并獲得大扭矩的裝置,從而降低速度并增加扭矩。當負載較大時,盲目增加伺服電機的功率是無利可圖的。在適當的轉速范圍內通過減速器提高輸出扭矩。伺服電機在低頻運行時容易產生低頻發熱和振動。重復、長時間的工作不利于保證其準確可靠的運行。精減速電機的存在使伺服電機以合適的速度運行,以增強機體的剛度,同時產生更高的轉矩。
如今主流的減速器有兩種:諧波減速器和 RV減速。
什么是控制系統?
機器人控制系統是機器人的大腦,是決定機器人功能的主要因素。控制系統根據輸入程序收回并控制驅動系統和執行機構的指令信號。工業機器人控制技術的主要任務是控制工業機器人在工作空間中的活動范圍、姿態、軌跡和動作時間。它具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機界面、在線操作提示、使用方便等特點。
控制器系統是機器人的核心,國外相關企業對中國的經驗非常接近。多年來,隨著微電子技術的發展,微處理器的功能越來越大,價格也越來越便宜。現在市場上已經出現了一款售價1-2美元的32位微處理器。經濟型微處理器為機器人控制器帶來了新的發展機遇,這使得開發低成本、高功能的機器人控制器成為可能,目前該機器人控制器主要由strong arm系列、DSP系列、PowerPC系列、Intel系列等芯片組成。
由于現有通用芯片的功能和功能在價格、功能、集成度和接口方面不能完全滿足某些機器人系統的要求,這就產生了機器人系統對SOC(片上系統)技術的需求,將特定的處理器與所需的接口集成可以簡化系統外圍電路的設計,減小系統的尺寸,降低成本。例如,Actel將Neos或ARM7處理器核心集成到其FPGA產品中,以形成一個完整的SoC系統。在機器人技術控制器方面,其研究主要集中在美國和日本,有成熟的成品,如美國的deltaau公司和日本的Pengli有限公司,其運動控制器以DSP技術為核心,采用基于PC的開放式結構。
什么是感知系統?
它由內部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成,用于獲取內部和外部環境狀態下的重要信息。內部傳感器:用于檢測機器人自身狀態(如手臂之間的角度)的傳感器,主要用于檢測位置和角度的傳感器。具體包括:位置傳感器、位置傳感器、角度傳感器等。外部傳感器:用于檢測機器人環境(如檢測物體和與物體的距離)和狀態(如檢測抓取的物體是否滑動)的傳感器。有距離傳感器、視覺傳感器、力傳感器等。
智能傳感器系統的使用提高了機器人的機動性、實用性和智能化水平。人類的感知系統能夠熟練地處理來自外部世界的信息。然而,對于某些許可信息,傳感器比人體系統更有效。
什么是末端執行器?
末端執行器連接在機械手最后一個關節上的部件,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,他們只提供一個簡單的抓持器。通常末端執行器安裝在機器人6軸的法蘭盤上以完成給定環境中的任務,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。