1. 工業機器人主要由哪幾部分組成各部分的作用是什麼
機器人由三大部分六個子系統組成。三大部分是機械部分、感測部分和控制部分。六個子系統是驅動系統、機械結構系統、感受系統、機器人一環境交換系統、人機交換系統和控制系統。
驅動系統,要使機器人運作起來,各需各個關節即每個運動自由度安置傳動裝置。這就是驅動系統。驅動系統可以是液壓傳動、氣壓傳動、電動傳動、或者把它們結合起來應用綜合系統,可以是直接驅動或者通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機械傳動進行間接傳動。
機械結構傳動,工業機器人的機械結構系統由機座、手臂、末端操作器三大部分組成,每一個大件都有若干個自由度的機械繫統。若基座不具備行走,則構成行走機器人;若基座不具備行走及彎腰,則構成單機器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕組成。末端操作器是直接裝在手腕上的一個重要部件,它可以是二手指或多手指的手抓,也可以是噴漆槍、焊具等作業工具。
感受系統由內部感測器模塊和外部感測器模塊組成,用以獲得內部和外部環境狀態中有意義的信息。智能感測器的使用提高了機器人的機動性、適應性和智能化的水準。人類的感受系統對感知外部世界信息是極其靈巧的,然而,對於一些特殊的信息,感測器比人類的感受系統更有效。
機器人一環境交換系統是現代工業機器人雨外部環境中的設備互換聯系和協調的系統。工業機器人與外部設備集成為一個功能單元,如加工單元、焊接單元、裝配單元等。當然,也可以是多台機器人、多台機床或設備、多個零件存儲裝置等集成為一個去執行復雜任務的功能單元。
人工交換系統是操作人員與機器人控制並與機器人聯系的裝置,例如,計算機的標准終端,指令控制台,信息顯示板,危險信號報警器等。該系統歸納起來分為兩大類:指令給定裝置和信息顯示裝置。
控制系統的任務是根據機器人的作業指令程序以及感測器反饋回來的信號支配機器人的執行去完成規定的運動和功能。假如工業機器人不具備信息反饋特徵,則為開環控制系統;若具備信息反饋特徵,則為閉環控制系統。根據控制原理,控制系統可分為程序控制系統、適應性控制系統和人工智慧控制系統。根據控制運行的形式,控制系統可分為點位控制和軌跡控制。
2. 工業機器人配套的產品供應有哪些
要知道產品供應首先你先要了解一下工業機器人的基本部件構成。
機械手或移動車:這是機器人的主體部分,由連桿,活動關節以及其它結構部件構成,使機器人達到空間的某一位置。如果沒有其它部件,僅機械手本身並不是機器人。
末端執行器:連接在機械手最後一個關節上的部件,它一般用來抓取物體,與其他機構連接並執行需要的任務。機器人製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。末端執行器安裝在機器人上以完成給定環境中的任務,如焊接,噴漆,塗膠以及零件裝卸等就是少數幾個可能需要機器人來完成的任務。通常,末端執行器的動作由機器人控制器直接控制,或將機器人控制器的信號傳至末端執行器自身的控制裝置(如PLC)。
驅動器:驅動器是機械手的「肌肉」。常見的驅動器有伺服電機,步進電機,氣缸及液壓缸等,也還有一些用於某些特殊場合的新型驅動器,它們將在第6章進行討論。驅動器受控制器的控制。
感測器:感測器用來收集機器人內部狀態的信息或用來與外部環境進行通信。機器人控制器需要知道每個連桿的位置才能知道機器人的總體構型。人即使在完全黑暗中也會知道胳膊和腿在哪裡,這是因為肌腱內的中樞神經系統中的神經感測器將信息反饋給了人的大腦。大腦利用這些信息來測定肌肉伸縮程度進而確定胳膊和腿的狀態。對於機器人,集成在機器人內的感測器將每一個關節和連桿的信息發送給控制器,於是控制器就能決定機器人的構型。機器人常配有許多外部感測器,例如視覺系統,觸覺感測器,語言合成器等,以使機器人能與外界進行通信。
控制器:機器人控制器從計算機獲取數據,控制驅動器的動作,並與感測器反饋信息一起協調機器人的運動。假如要機器人從箱櫃里取出一個零件,它的第一個關節角度必須為35°,如果第一關節尚未達到這一角度,控制器就會發出一個信號到驅動器(輸送電流到電動機),使驅動器運動,然後通過關節上的反饋感測器(電位器或編碼器等)測量關節角度的變化,當關節達到預定角度時,停止發送控制信號。對於更復雜的機器人,機器人的運動速度和力也由控制器控制。機器人控制器與人的小腦十分相似,雖然小腦的功能沒有人的大腦功能強大,但它卻控制著人的運動。
處理器:處理器是機器人的大腦,用來計算機器人關節的運動,確定每個關節應移動多少和多遠才能達到預定的速度和位置,並且監督控制器與感測器協調動作。處理器通常就是一台計算機(專用)。它也需要擁有操作系統,程序和像監視器那樣的外部設備等。
軟體:用於機器人的軟體大致有三塊。第一塊是操作系統,用來操作計算機。第二塊是機器人軟體,它根據機器人運動方程計算每一個關節的動作,然後將這些信息傳送到控制器,這種軟體有多種級別,從機器語言到現代機器人使用的高級語言不等。第三塊是例行程序集合和應用程序,它們是為了使用機器人外部設備而開發的(例如視覺通用程序),或者是為了執行特定任務而開發的。
機器人在其工作區域內可以達到的最大距離。器人可按任意的姿態達到其工作區域內的許多點(這些點稱為靈巧點)。然而,對於其他一些接近於機器人運動范圍的極限線,則不能任意指定其姿態(這些點稱為非靈巧點)。說明:運動范圍是機器人關節長度和其構型的函數。
精度:精度是指機器人到達指定點的精確程度 說明:它與驅動器的解析度以及反饋裝置有關。大多數工業機器人具有0.001英寸或更高的精度。
重復精度:重復精度是指如果動作重復多次,機器人到達同樣位置的精確程度。舉例:假設驅動機器人到達同一點100次,由於許多因素會影響機器人的位置精度,機器人不可能每次都能准確地到達同一點,但應在以該點為圓心的一個圓區范圍內。該圓的半徑是由一系列重復動作形成的,這個半徑即為重復精度。說明:重復精度比精度更為重要,如果一個機器人定位不夠精確,通常會顯示一固定的誤差,這個誤差是可以預測的,因此可以通過編程予以校正。舉例:假設一個機器人總是向右偏離0.01mm,那麼可以規定所有的位置點都向左偏移0.01mm英寸,這樣就消除了偏差。說明:如果誤差是隨機的,那它就無法預測,因此也就無法消除。重負精度限定了這種隨機誤差的范圍,通常通過一定次數地重復運行機器人來測定。
內容部分轉自機器人家,望採納,謝謝!
3. 工業機器人是怎麼和數控機床配合工作的
如果是老式的數控機床,控制系統不一定有外部匯流排介面,就用IO介面做控制。如果是新的數控系統方案的話,一般的控制器都有匯流排卡了,直接通過匯流排通訊。不過這一般不是機器人和數控機床通訊,而是另外的一個控制器完成的。
4. 工業機器人實質上是哪兩種學的結合
1、機器人運動學
機器人運動學主要包括兩方面內容:
(1) 運動學正運算 已知各關節角值,求工具在空間的位置和姿態。實際上這是建立運動學方程的過程。如果通過感測器(通常為絕對編碼器)獲得各關節變數的值,就可以確定機器人末端連桿上工具的位置和姿態。這樣就解決了機器人的正運動學問題。
(2)運動學逆運算 已知工具的位姿,求各關節角值,這是求解運動學方程的問題。換句話說,機器人運動學方程,描述的是末端連桿(工具)相對於基坐標系之間的變換矩陣與關節變數之間的關系,是運動學方程求解的過程。 機器人運動學只限於對機器人相對於參考坐標系的位姿和運動問題的討論,未涉及引起這些運動的力和力矩以及與機器人運動的關系。
2、機器人動力學
機器人動力學主要研究機器人運動和受力之間的關系,目的是對機器人進行控制、優化設計和模擬。機器人動態性能不僅與運動學因素有關,還與機器人的結構形式、質量分布、執行機構的位置、傳動裝置等對動力學產生重要影響的因素有關。
(1)機器人是一個復雜的動力學系統,在關節驅動力矩(驅動力)的作用下產生運動變化,或與外載荷取得力矩平衡。
(2)機器人控制系統是多變數的、非線性的自動控制系統,也是動力學耦合系統,每一個控制任務本身就是一個動力學任務。
(3)動力學的正、逆問題:
①正問題是已知機器人各關節的作用力或力矩,求機器人各關節的位移、速度和加速度(即運動軌跡),主要用於機器人的模擬;
②逆問題是已知機器人各關節的位移、速度和加速度,求解所需要的關節作用力或力矩,以便實現實時控制。 機器人動力學的實質,即求解機器人動態特性的運動方程式,一旦給定輸入的力或力矩,就確定了系統的運動結果。
5. 工業機器人的主軸和腕部分別實現什麼功能
隨著社會進步、科技發展,工業機器人的應用也越來越普遍。工業機器人是能夠實現自動控制的、可重復編程的、多自由度的、運動自由度建成空間直角關系的、多用途的操作機。其工作的行為方式主要是通過完成沿著X、Y、Z軸上的線性運動。由於其種類眾多、運動軸與坐標系也很多,確定起來容易出錯,對於新手尤其如此。
六軸關節機器人的運動方式:
六軸工業機器人作為工業機器人中應用中最為廣泛的類型,具有高靈活性、超大負載、高定位精度等眾多優點。那六個軸的各自運動路徑如何,數自君將以FANUC robot R-2000 iB來進行詳細解讀。
J1旋轉(S軸)
J2下臂(L軸)
J3上臂(U軸)
J4手腕旋轉(R軸)
J5手腕擺動(B軸)
J6手腕回轉(T軸)
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6. 工業機器人能與數控機床結合嗎
我不清楚你所說的結合指的是什麼。
現在工業自動化中,機器人與機床協同作業這是一個非常成熟的應用了,而且這樣做只是一個自動化單元。這個技術只是做一些信號交互就可以的。
如果你的意思是機器人和機床一體的話,這個應該也不是什麼難點,而且個人感覺意義不大。
7. 常用的工業機器人類型有哪些
工業機器人種類介紹
1、搬運機器人
搬運機器人是可以進行自動化搬運作業的工業機器人。早的搬運機器人出現在1960年的美國,Versatran和Unimate兩種機器人首次用於搬運作業。搬運作業是指用一種設備握持工件,是指從一個加工位置移到另一個加工位置。
2、碼垛機器人
碼垛機器人是從事碼垛的工業機器人,將已裝入容器的物體,按一定排列碼放在托盤、棧板(木質、塑膠)上,進行自動堆碼,可堆碼多層,然後推出,便於叉車運至倉庫儲存。碼垛機器人可以集成在任何生產線中,為生產現場提供智能化、機器人化、網路化,可以實現啤酒、飲料和食品行業多種多樣作業的碼垛物流
3、焊接機器人
焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴塗)的工業機器人。根據國際標准化組織(ISO)工業機器人術語標准焊接機器人的定義,工業機器人是一種多用途的、可重復編程的自動控制操作機(Manipulator),具有三個或更多可編程的軸,用於工業自動化領域。
4、噴塗機器人
噴塗機器人又叫噴漆機器人(spraypaintingrobot),是可進行自動噴漆或噴塗其他塗料的工業機器人,1969年由挪威Trallfa公司(後並入ABB集團)發明。噴漆機器人主要由機器人本體、計算機和相應的控制系統組成,液壓驅動的噴漆機器人還包括液壓油源,如油泵、油箱和電機等。
8. 工業機器人的主要應用領域有哪些
1、輸送線。
機器人及輸送線物流自動化系統可應用於建材、家電、電子、化纖、汽車、食品等行業。
2、機器人塗膠工作站。
主要包括機器人、供膠系統、塗膠工作台、工作站控制系統及其它周邊配套設備。為了提高系統的可靠性,塗膠工作站中的機器人和供膠系統,一般採用國外產品,根據用戶的需求,進行工作台、控制櫃及周邊配套設備的設計製造,並完成塗膠系統的集成。
該工作站自動化程度高,適用於多品種、大批量生產,可廣泛地應用於汽車風擋、汽車摩托車車燈、建材門窗、太陽能光伏電池塗膠等行業。
3、焊接。
隨著電子技術、計算機技術、數控及機器人技術的發展,自動弧焊機器人工作站,
從60年代開始用於生產以來,其技術已日益成熟,穩定和提高焊接質量。因此,在各行各業已得到了廣泛的應用。
4、自動裝箱。
機器人自動裝箱、碼垛工作站是一種集成化的系統,它包括工業機器人、控制器、編程器、機器人手爪、自動拆/疊盤機、托盤輸送及定位設備和碼垛模式軟體等。
它還配置自動稱重、貼標簽和檢測及通訊系統,並與生產控制系統相連接,以形成一個完整的集成化包裝生產線。
(8)工業機器人都和什麼能配合擴展閱讀
工業機器人最顯著的特點有以下幾個:
(1)可編程。生產自動化的進一步發展是柔性啟動化。工業機器人可隨其工作環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製造過程中能發揮很好的功用,是柔性製造系統中的一個重要組成部分。
(2)擬人化。工業機器人在機械結構上有類似人的行走、腰轉、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有電腦。
此外,智能化工業機器人還有許多類似人類的「生物感測器」,如皮膚型接觸感測器、力感測器、負載感測器、視覺感測器、聲覺感測器、語言功能等。感測器提高了工業機器人對周圍環境的自適應能力。
(3)通用性。除了專門設計的專用的工業機器人外,一般工業機器人在執行不同的作業任務時具有較好的通用性。比如,更換工業機器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可執行不同的作業任務。
9. 如何構建與人類協作的工業機器人
安全而高效的人類交互機器人——或稱為「協作機器人」(cobotics),將會對組裝生產線、家務勞動服務、健康保險領域以及物流產業產生革新作用。
汽車製造商和航空航天設備生產商都已經大規模引用自動化的機器人系統,英國航空公司(BAESystems)在本月早些時候也宣布了要使用協作機器人來建造軍用飛機的計劃。
1、隔離
但截至目前,工業機器人在「與人類共享空間」方面仍談不上安全可靠——僅美國市場,每年因機器人造成的意外死亡就有20多起——因此大多數時候,機器人活動的區域是需要用屏障圍護起來的。
「它們在搬運重物等單一操作上,非常高效實用。但是它們只能進行盲目且沒有智慧移動,因此在過程中一旦觸碰到人,就很可能造成嚴重事故,甚至導致死亡。」德國弗勞恩霍夫研究所工廠操作和自動化研究員JosSaenz表示。
與早期機器人不同,「協作機器人」安裝有感測器並具備安全特性,能有效地偵測周圍出現的人及作出相應反應。這樣的設計讓人和機器人組成了完美搭配:後者的強度和精確度配合前者的視覺、感知、思維和適應力將可釋放出更高效的生產力。
人與機器人的組合至少在現在而言是融洽的,因為人類具備的很多技能如今並不可以通過程序被創造出來。「有很多的經驗和非書本上的知識是沒有辦法用程序代碼表達的。譬如,一個工人可以察覺得到某些狀況不對,或者電鑽的震動不合往常,或者某個材料太硬。」Saenz表示,「想要通過文檔的形式把這些記錄下來,將很難做到。」
2、避免受傷
在利用「協作機器人」方面走得比較靠前的是BMW。2013年,BMW為旗下位於美國南加州的工廠安裝了由丹麥UniversalRobots公司設計生產的機器人。該機器人可以在工人手握車門組件的情況下,通過噴射膠水以幫助完成汽車車門的隔離和水封操作。沒有這些機器人,傳統的手工操作將十分費力,並且還可能會導致手腕職業傷。
「我們感興趣的是人體工學和安全性。機器人可以生產線上進行推拉這樣重復性的操作而不受到傷害。」BMW組裝和物流部門負責人RichMorris表示,「這些機器人與工人協同工作,工人們都愛死它了。」
但是當一個工人距離機器人太近了會怎樣?「機器人首先會警告說你靠得太近。」Morris表示,「然後它會停止當前操作。」
今年,機器人又被應用到了另一人體工程學繁重的任務上:向車底盤的孔內插入硬橡膠。「很多工人在做這件事時導致大拇指受傷。」Morris解釋道。起初,BMW通過3D列印開發了保護骨骼來支撐手指,但如今擁有「超級拇指」的協作機器人已經完全接管了這項任務。
3、通過示範來學習
最高級的協作機器人在功能上是靈活的,因此同一款機器人型號可以輕松的跟進任務的不同而重新切換模式,如排列任務、裝卸貨任務以及處理原材料任務等模式。
RethinkRobotics設計的Baxter機器人擁有兩只機械臂和一個動態表情面部(屏幕)。該機器人可以通過被示範訓練來學習執行各類任務:人類可以控制機器人的手臂,並指定一系列動作,機器人會記住並重復,從而達到示範學習的目的。而頭部的屏幕則會通過表情提示告知周圍的人當前正在執行的任務,或者正遭遇的問題。
首個脫離實驗室並投入實際使用的Baxter,是2015年2月由澳大利亞糖果巨頭Haigh"sChocolates引進的巧克力挑揀機器人。該機器人與其他工廠工人協同工作,全程無保護無隔離。
4、靈活性和精度
協作機器人下一個主要適用領域是消費者電子品的組裝生產,該行業目前主要依賴人力。
今年3月,Baxter迎來了一個「一隻手」的小兄弟Sawyer,該機器人被設計用於執行電路板測試和機器操作等目的。
此外,幾乎同一時間,總部在瑞士蘇黎世的abb公司也推出了名為YuMi的機器人,該機器人配有大量感測器,可以精準地將線穿過縫衣針。
YuMi的小尺寸和移動范圍等特點讓其成為了小型組裝生產線的完美搭配,譬如智能手機、筆記本電腦和平板電腦等。
「這些特點對於在工廠中最大化利用空間,以及在小型工作室中安裝機器人是至關重要的。」ABB營銷部門主管StevenWyatt表示。
一旦協作機器人在工業界廣泛裝配並完成測試,它們就有可能會立即出現在家庭市場上,當然這其中也有不少特別的挑戰。
「在工業環境中,會出現的人類通常都是18歲以上的成年人,足夠理解工作環境中穿戴護目鏡和硬皮鞋的重要性。但是在家庭環境下,一切都會變得不同,譬如寵物和小孩會在地上滾爬等。」Saenz指出,「不過家庭市場卻是一個更大的市場。」
10. 工業機器人的主要應用方式
①機器人碼垛
包裝的種類、工廠環境和客戶需求等將碼垛變成包裝工廠里一個頭痛的難題,選用碼垛機器人最大的優勢是解放勞動力,一台碼垛機至少可以代替三四個工人的工作量,大大削減了人工成本。碼垛機器人是將包裝貨物整齊的、自動的碼垛,在末端執行器安裝有機械介面,可以跟換抓手,使碼垛機器人應用在更多的場合,其應用在工業生產和立體化倉庫。碼垛機器人的使用無疑會大大的提高生廠力,降低工人的工作強度,在個別惡劣的工作環境下還對工人的人身安全起到有效保障的作用。
②機器人沖壓
沖壓機器人能代替人工作業的繁瑣重復勞動以實現生產的機械全自動化,能在不同的環境下高速運作的情況下還能確保人身安全,因而廣泛應用於機械製造、冶 金、電子、輕工和原子能等企業,因為這些行業在生產過程中的重復動作相對比較多,所以在這些行業中利用沖壓機器人的價值會很高。這些行業利用沖壓機器人生產商品的效率會很高,從而為企業帶來更高的利潤。機械手全自動化解決方案:節省人力物力,降低企業在生產過程中的成本。取出生產好的產品放置在輸送帶或承接台上傳送到指定目標地點,只要一人管理或一人同時看兩台甚至更多台注塑機,可大大節省人工,節約人工工資成本,做成自動流水線更能節省廠地的使用范圍。
③機器人分揀
分揀工作是內部物流最復雜的一環,往往人工工時耗費最多。自動分揀機器人能夠實現 24 小時不間斷分揀;佔地面積小,分揀效率高,可減少70%人工;精準、高效,提升工作效率,降低物流成本。
機器人高速分揀可以在快速流水線作業中准確跟蹤傳送帶的速度,通過視覺智能識別物體的位置、顏色、形狀、尺寸等,並按照特定的要求進行裝箱、分揀、排列等工作,以其快速靈活的特點大大提高了企業生產線的效率,降低了企業的運營成本。
④機器人焊接
採用機器人進行焊接作業可以極大地提高生產效益和經濟效率;焊接的參數對焊接結果起到決定性作用,人工焊接時,速度、干伸長等都是變化的。機器人的移動速度快,可達3m/s,甚至更快,採用機器人焊接比同樣用人工焊接效率可提高2~4倍,焊接質量優良且穩定。
⑤機器人激光切割
激光切割時利用工業機器人靈活快速的工作性能,根據客戶切割加工工件尺寸的大小不同,可以選擇機器人正裝或者倒裝,對不同產品進行示教編程或者離線編程,機器人的第六軸裝載光纖激光切割頭對不規則工件進行三維切割。加工成本低廉,設備雖然一次性投入較貴,但連續的,大量的加工最終使每個工件的綜合成本降低下來。
⑥機器人噴塗
噴塗機器人又叫噴漆機器人,是可進行自動噴漆或噴塗其他塗料的工業機器人。噴塗機器人精確地按照軌跡進行噴塗,無偏移並完美地控制噴槍的啟動。確保指定的噴塗厚度,偏差量控制在最小。噴塗機器人噴塗能減少噴塗和噴劑的浪費,延長過濾壽命,降低噴房泥灰含量,顯著加長過濾器工作時間,減少噴房結垢。輸送級別提高30%!
⑦機器人視覺應用
機器人視覺技術是把機器視覺加入到工業機器人應用系統中,相互協調完成相應工作。採用工業機器人視覺技術,能夠避免一些外在因素對檢驗精度的影響,有效克服溫度、速度的影響,提高檢驗的精度。機器視覺可以對產品的外形、顏色、大小、亮度、長度等進行檢測,搭配工業機器人可以完成物料的定位、追蹤、分揀、裝配等需求。
⑧機床上下料
機床上下料機器人系統,主要用於加工單元和自動生產線待加工毛坯件的上料、加工完工件的下料、機床與機床之間工序轉換工件的搬運以及工件翻轉,實現車削、銑削、磨削、鑽削等金屬切削機床的自動化加工。
機器人與機床的緊密結合,不僅是自動化生產水平的提高,更是工廠生產效率革新與競爭力的提升。機械加工上下料需要重復持續的作業,並要求作業的一致性與精準性,而一般工廠對配件的加工工藝流程需要多台機床多道工序的連續加工製成……隨著用工成本的提高及生產效率提升帶來的生產壓力,加工能力的自動化程度及柔性製造能力成為工廠競爭力提升的關卡。機器人代替人工上下料作業,通過自動供料料倉、輸送帶等方式,實現高效的自動上下料系統。
工業機器人在現在社會的生產和發展中已經扮演了一個越來越重要的角色了,相信隨著科技的不斷提升,工業機器人的用武之地也將更加廣闊!