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工业机器人认定(工业机器人的构成)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-14 19:12   点击:222  编辑:admin   手机版

1. 工业机器人的构成

工业机器人的驱动系统,按动力源分为液压,气动和电动三大类。根据需要也可由这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。

液压驱动系统

由于液压技术是一种比较成熟的技术。它具有动力大、力(或力矩)与惯量比大、快速响应高、易于实现直接驱动等特点。适于在承载能力大,惯量大以及在防焊环境中工作的这些机器人中应用。但液压系统需进行能量转换(电能转 换成液压能),速度控制多数情况下采用节流调速,效率比电动驱动系统低。液压系统的液体泄泥会对环境产生污染,工作噪声也较高。因这些弱点,近年来,在负荷为100kz以下的机器人中往往被电动系统所取代。

气动驱动系统

具有速度快、系统结构简单,维修方便、价格低等特点。适于在中、小负荷的机器人中采用。但因难于实现伺服控制,多用于程序控制的机械人中,如在上、下料和冲压机器人中应用较多。

电动驱动系统

由于低惯量,大转矩交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交流变频器、直流脉冲宽度调制器)的广泛采用,这类驱动系统在机器人中被大量选用。这类系统不需能量转换,使用方便,控制灵活。大多数电机后面需安装精密的传动机构。直流有刷电机不能直接用于要求防爆的环境中,成本也较上两种驱动系统的高。但因这类驱动系统优点比较突出,因此在机器人中被广泛的选用。

2. 工业机器人的构成以及类型

1、机器人本体机械部分

  机器人的机械结构系统由机身、手臂、末端操作器三大件组成。每一大件都有若干自由度,构成一个多自由度的机械系统。机器人按机械结构划分可分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型机器人、关节型机器人、SCARA型机器人以及移动型机器人。

  2、机器人本体传感部分

  它由内部传感器模块和外部传感器模块组成,获取内部和外部环境中有用的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水平。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其巧妙的,然而对于一些特殊的信息,传感器比人类的感受系统更有效。

  3、机器人本体控制与驱动部分

  控制系统的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号,支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。 根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式可分为点位控制和连续轨迹控制

3. 工业机器人的构成要素

定义:工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

特点:

1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。

4)工业机器技术涉及的学科相当广泛,归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。因此,机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。

4. 工业机器人构成部件

机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。

为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制,来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息,形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成,通过对其编程实现所要功能。

一、执行机构

机械手的执行机构分为手部、手臂、躯干;

1、手部

手部安装在手臂的前端。手臂的内孔中装有传动轴,可把运用传给手腕,以转动、伸曲手腕、开闭手指。

机械手手部的构造系模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节3种。手指的数量又可分为二指、三指、四指等,其中以二指用的最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和大小的夹头以适应操作的需要。所谓没有手指的手部,一般都是指真空吸盘或磁性吸盘。

2、手臂

手臂的作用是引导手指准确地抓住工件,并运送到所需的位置上。为了使机械手能够正确地工作,手臂的3个自由度都要精确地定位。

3、躯干躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的支架。

二、驱动机构

机械手所用的驱动机构主要有4种:液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。

1、液压驱动式

液压驱动式机械手通常由液动机(各种油缸、油马达)、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统,由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力(高达几百千克以上),其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好,但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能,否则漏油将污染环境。

2、气压驱动式

其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成,其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制,气压不可太高,故抓举能力较低。

3、电气驱动式电力驱动是机械手使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便,响应快,驱动力较大(关节型的持重已达400kg),信号检测、传动、处理方便,并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机,直流伺服电机(AC)为主要的驱动方式。由于电机速度高,通常须采用减速机构(如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。有些机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动(DD)这既可使机构简化,又可提高控制精度。

4、机械驱动式

机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠,工作速度高,成本低,但不易于调整。其他还有采用混合驱动,即液-气或电-液混合驱动。

三、控制系统

机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度等。机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种。

控制系统可根据动作的要求,设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储,然后再根据规定的程序,控制机械手进行工作程序的存储方式有分离存储和集中存储两种。分离存储是将各种控制因素的信息分别存储于两种以上的存储装置中,如顺序信息存储于插销板、凸轮转鼓、穿孔带内;位置信息存储于时间继电器、定速回转鼓等;集中存储是将各种控制因素的信息全部存储于一种存储装置内,如磁带、磁鼓等。这种方式使用于顺序、位置、时间、速度等必须同时控制的场合,即连续控制的情况下使用。

其中插销板使用于需要迅速改变程序的场合。换一种程序只需抽换一种插销板限可,而同一插件又可以反复使用;穿孔带容纳的程序长度可不受限制,但如果发生错误时就要全部更换;穿孔卡的信息容量有限,但便于更换、保存,可重复使用;磁蕊和磁鼓仅适用于存储容量较大的场合。至于选择哪一种控制元件,则根据动作的复杂程序和精确程序来确定。对动作复杂的机械手,采用求教再现型控制系统。更复杂的机械手采用数字控制系统、小型计算机或微处理机控制的系统。控制系统以插销板用的最多,其次是凸轮转鼓。它装有许多凸轮,每一个凸轮分配给一个运动轴,转鼓运动一周便完成一个循环。

5. 工业机器人的构成有哪些

机器人目前是典型的机电一体化产品,一般由机械本体、控制系统、传感器、驱动器和输入/输出系统接口等五部分组成。为对本体进行精确控制,传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息,控制系统依据控制程序产生指令信号,通过控制各关节运动坐标的驱动器,使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度,以一定的姿态达到空间指定的位置。驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号,以驱动执行器工作。

1.机械本体

机械本体,是机器人赖以完成作业任务的执行机构,一般是一台机械手,也称操作器、或操作手,可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械本体一般由手部(末端执行器)、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械手多采用关节式机械结构,一般具有6个自由度,其中3个用来确定末端执行器的位置,另外3个则用来确定末端执行装置的方向(姿势)。机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业工具。

2.控制系统

控制系统是机器人的指挥中枢,相当于人的大脑功能,负责对作业指令信息、内外环境信息进行处理,并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策,产生相应的控制信号,通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、沿确定的位置或轨迹运动,完成特定的作业。从控制系统的构成看,有开环控制系统和闭环控制系统之分;从控制方式看有程序控制系统、适应性控制系统和智能控制系统之分。

3.驱动器

驱动器是机器人的动力系统,相当于人的心血管系统,一般由驱动装置和传动机构两部分组成。因驱动方式的不同,驱动装置可以分成电动、液动和气动三种类型。驱动装置中的电动机、液压缸、气缸可以与操作机直接相连,也可以通过传动机构与执行机构相连。传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动、带传动等几种类型。

4.传感器

传感器是机器人的感测系统,相当于人的感觉器官,是机器人系统的重要组成部分,包括内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器主要用来检测机器人本身的状态,为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息,如位置传感器、速度传感器等。外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息,又可分成环境传感器和末端执行器传感器两种类型.

前者用于识别物体和检测物体与机器人的距离等信息,后者安装在末端执行器上,检测处理精巧作业的感觉信息。常见的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。

5. 输入/输出系统接口:为了与周边系统及相应操作进行联系与应答,还应有各种通讯接口和人机通信装置。

6. 工业机器人的构成部分

想知道什么是工业机器人,就要先知道工业机器人的发展历程,这样更为方便的理解工业机器人出现的原因,以及现在的工业机器人为啥是这个外观形态?

1930-1960年代

伴随伺服系统技术,以及计算机技术在美国产生,美国科学领域的研究人员开始着手在机械手方面研发。(看清楚了啊,美国的伺服技术确实发展很早)

第一台真正意义上的工业机器人,是在计算发展起来后出现。在1959年之前,有很长时间的发展历程,第一台机器人的制造是美国人恩格尔伯格,制造的第一台五轴机器人,应用于压铸领域。

(五轴机器人应用)

第一机器人其实已经采用了计算机控制,同时也使用了分离式固体数控元件,在没有磁盘的年代采用的装有存储信息的磁鼓,能够记忆完成180个工作步骤。

1960年也被称为机器人的元年。

1960-1980年代:工业机器人逐步进入汽车行业

第一台机器人发展后,恩格尔伯格以及合伙人的Unimation公司逐步上了正轨,但是在工业机器人渐渐有起色的时候,这兄弟把公司给卖了。

1973年,现代意义上的关节机器人开始出现。这时候的工业机器人的驱动已经变成电驱动,采用电机驱动。

左边是1973年IRB-6六轴机器人,这是现代工业机器人的基础模型,后期的不少产品都有借鉴这个机器人的影子。

右图是scara机器人的原型,1978年日本Hitata公司制造出第一台scara机器人,scara机器人的原理和模型是日本在电子产业发展中发展起来的。

基于这几大类,基本上奠定了工业机器人的主要机器人类型。

1980年后的工业机器人市场是日本人的天下。

1973年,仍然还是富士通公司的稻叶清右引入美国的伺服电机技术,率先应用在当时的加工中心里面。

而后,开始主导开发工业机器人,1974年FANUC机器人公司建立,并与1976年推向市场。

真正让fanuc发展最快的是其同美国GE合资进入美国,并且快速的占领美国数控系统市场,同时也将工业机器人打入了美国汽车厂商内部。

fanuc专利申请量变化曲线

日本机器人的销量变化趋势。

日本机器人的发展基本奠定了,全球早起机器人发展的模式以及格局。

1985年,工业机器人开始应用在汽车焊装线上面,这一应用,让工业机器人发展得到了腾飞,整个焊装线容纳了工业机器人50%以上的产量。

1989年,SONY第一次将将scara机器人应用于VCR装配线上面。

从以上机器人的基本发展历程,大体上就能够理解机器人的出现,以及机器人形态,包括机器人出现的原因了。

那么下面就是比较枯燥的,机器人基本形态构成了。

形成了通用机器人+细分行业应用机器人的模式。

各个种类机器人:

在不断的发展和探索中,最后形成了,四轴,六轴,scara,delta这几大机器人类型。

这种依靠控制系统进行运动控制,使用伺服电机作为驱动的机械手臂结构,就是工业机器人机构。

机器人基本构成是由:

工业机器人一个关节,叫一个轴:

机器人结构爆炸图

怎么定义工业机器人呢?

具备的特点是:用工程的方法实现人体所持有的动作功能,以完成这些功能所必要的智能。

说白了就是机器人可以编程,可以重复使用,一台机器人可以应用在不同领域,这也就是我们常说的柔性化。所谓的柔性化,对应的是专用的固定的功能。例如车床就就是固定的,没有柔性化的机械。

总结:如今工业机器人已经在各个行业得到使用,大部分都见过工业机器人。未来,工业机器人使用量仍会不断增加。

7. 工业机器人的构成与运用英文作文

Future Robot

In 2088, there are many robots in the world. Every family has more than one robot. Everyone can make different robot, it’s popular in the world.

2088年,世界上将会有很多的机器人,每个家庭至少有一个机器人,机器人将在世界上流行取来

I have three robots, the first one is from my friend, the second one is from my parents, and the third one is from my classmate.

我有三个机器人,一个是从我父母那里来的,一个是从我朋友那里,一个是从我同学那里来的

The first robot is Peg. It has a square face, its body is a big circle, and it has a small mouth. It can run very fast, it can jump very high, it can swim slowly, and it can fly with me! It likes eating some milk for breakfast, some noodles for lunch and some porridge for dinner. Look! Peg is riding a bicycle. It’s learning about balance. Be careful, Peg!

第一个是匹克,他又一个方脸,他的身体是圆的,有个比较小的嘴,他能跑的很快,跳的很高,并且能和我一起飞,他早上喜欢和牛奶,中午吃饺子,他在学骑自行车,锻炼平衡

The second robot is Jack. It has a round face, two small eyes and a big mouth. It can dance very well, it can play the piano quite well, and it can skate well. Jack likes making friends with people, animals, trees and flowers, even air. Listen! Jack is playing the piano! Oh, that’s very good. Everyone likes it.

第二个是杰克,他有一张圆脸,两个小眼睛和一张大嘴,她跳舞非常好,并且会弹钢琴,

The last one is Dick. It’s the cutest than Peg and Jack. It can teach me how to live, and it can help me play, relax and learn new things!

最后一个是迪克她比前两个都可爱,他能叫我如何生活,如何放松,和学新的东西

The robots can teach me many things, they can make me happy, they are fun, I like it! 机器人教会了我很大的东西,并且使我很快乐,我喜欢机器人

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