1. 工业机器人主要由哪几部分组成各部分的作用是什么
机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。
驱动系统,要使机器人运作起来,各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统,可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动进行间接传动。
机械结构传动,工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成,每一个大件都有若干个自由度的机械系统。若基座不具备行走,则构成行走机器人;若基座不具备行走及弯腰,则构成单机器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件,它可以是二手指或多手指的手抓,也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。
感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成,用以获得内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的,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。
机器人一环境交换系统是现代工业机器人雨外部环境中的设备互换联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元,如加工单元、焊接单元、装配单元等。当然,也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。
人工交换系统是操作人员与机器人控制并与机器人联系的装置,例如,计算机的标准终端,指令控制台,信息显示板,危险信号报警器等。该系统归纳起来分为两大类:指令给定装置和信息显示装置。
控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号支配机器人的执行去完成规定的运动和功能。假如工业机器人不具备信息反馈特征,则为开环控制系统;若具备信息反馈特征,则为闭环控制系统。根据控制原理,控制系统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。根据控制运行的形式,控制系统可分为点位控制和轨迹控制。
2. 工业机器人配套的产品供应有哪些
要知道产品供应首先你先要了解一下工业机器人的基本部件构成。
机械手或移动车:这是机器人的主体部分,由连杆,活动关节以及其它结构部件构成,使机器人达到空间的某一位置。如果没有其它部件,仅机械手本身并不是机器人。
末端执行器:连接在机械手最后一个关节上的部件,它一般用来抓取物体,与其他机构连接并执行需要的任务。机器人制造上一般不设计或出售末端执行器,多数情况下,他们只提供一个简单的抓持器。末端执行器安装在机器人上以完成给定环境中的任务,如焊接,喷漆,涂胶以及零件装卸等就是少数几个可能需要机器人来完成的任务。通常,末端执行器的动作由机器人控制器直接控制,或将机器人控制器的信号传至末端执行器自身的控制装置(如PLC)。
驱动器:驱动器是机械手的“肌肉”。常见的驱动器有伺服电机,步进电机,气缸及液压缸等,也还有一些用于某些特殊场合的新型驱动器,它们将在第6章进行讨论。驱动器受控制器的控制。
传感器:传感器用来收集机器人内部状态的信息或用来与外部环境进行通信。机器人控制器需要知道每个连杆的位置才能知道机器人的总体构型。人即使在完全黑暗中也会知道胳膊和腿在哪里,这是因为肌腱内的中枢神经系统中的神经传感器将信息反馈给了人的大脑。大脑利用这些信息来测定肌肉伸缩程度进而确定胳膊和腿的状态。对于机器人,集成在机器人内的传感器将每一个关节和连杆的信息发送给控制器,于是控制器就能决定机器人的构型。机器人常配有许多外部传感器,例如视觉系统,触觉传感器,语言合成器等,以使机器人能与外界进行通信。
控制器:机器人控制器从计算机获取数据,控制驱动器的动作,并与传感器反馈信息一起协调机器人的运动。假如要机器人从箱柜里取出一个零件,它的第一个关节角度必须为35°,如果第一关节尚未达到这一角度,控制器就会发出一个信号到驱动器(输送电流到电动机),使驱动器运动,然后通过关节上的反馈传感器(电位器或编码器等)测量关节角度的变化,当关节达到预定角度时,停止发送控制信号。对于更复杂的机器人,机器人的运动速度和力也由控制器控制。机器人控制器与人的小脑十分相似,虽然小脑的功能没有人的大脑功能强大,但它却控制着人的运动。
处理器:处理器是机器人的大脑,用来计算机器人关节的运动,确定每个关节应移动多少和多远才能达到预定的速度和位置,并且监督控制器与传感器协调动作。处理器通常就是一台计算机(专用)。它也需要拥有操作系统,程序和像监视器那样的外部设备等。
软件:用于机器人的软件大致有三块。第一块是操作系统,用来操作计算机。第二块是机器人软件,它根据机器人运动方程计算每一个关节的动作,然后将这些信息传送到控制器,这种软件有多种级别,从机器语言到现代机器人使用的高级语言不等。第三块是例行程序集合和应用程序,它们是为了使用机器人外部设备而开发的(例如视觉通用程序),或者是为了执行特定任务而开发的。
机器人在其工作区域内可以达到的最大距离。器人可按任意的姿态达到其工作区域内的许多点(这些点称为灵巧点)。然而,对于其他一些接近于机器人运动范围的极限线,则不能任意指定其姿态(这些点称为非灵巧点)。说明:运动范围是机器人关节长度和其构型的函数。
精度:精度是指机器人到达指定点的精确程度 说明:它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。大多数工业机器人具有0.001英寸或更高的精度。
重复精度:重复精度是指如果动作重复多次,机器人到达同样位置的精确程度。举例:假设驱动机器人到达同一点100次,由于许多因素会影响机器人的位置精度,机器人不可能每次都能准确地到达同一点,但应在以该点为圆心的一个圆区范围内。该圆的半径是由一系列重复动作形成的,这个半径即为重复精度。说明:重复精度比精度更为重要,如果一个机器人定位不够精确,通常会显示一固定的误差,这个误差是可以预测的,因此可以通过编程予以校正。举例:假设一个机器人总是向右偏离0.01mm,那么可以规定所有的位置点都向左偏移0.01mm英寸,这样就消除了偏差。说明:如果误差是随机的,那它就无法预测,因此也就无法消除。重负精度限定了这种随机误差的范围,通常通过一定次数地重复运行机器人来测定。
内容部分转自机器人家,望采纳,谢谢!
3. 工业机器人是怎么和数控机床配合工作的
如果是老式的数控机床,控制系统不一定有外部总线接口,就用IO接口做控制。如果是新的数控系统方案的话,一般的控制器都有总线卡了,直接通过总线通讯。不过这一般不是机器人和数控机床通讯,而是另外的一个控制器完成的。
4. 工业机器人实质上是哪两种学的结合
1、机器人运动学
机器人运动学主要包括两方面内容:
(1) 运动学正运算 已知各关节角值,求工具在空间的位置和姿态。实际上这是建立运动学方程的过程。如果通过传感器(通常为绝对编码器)获得各关节变量的值,就可以确定机器人末端连杆上工具的位置和姿态。这样就解决了机器人的正运动学问题。
(2)运动学逆运算 已知工具的位姿,求各关节角值,这是求解运动学方程的问题。换句话说,机器人运动学方程,描述的是末端连杆(工具)相对于基坐标系之间的变换矩阵与关节变量之间的关系,是运动学方程求解的过程。 机器人运动学只限于对机器人相对于参考坐标系的位姿和运动问题的讨论,未涉及引起这些运动的力和力矩以及与机器人运动的关系。
2、机器人动力学
机器人动力学主要研究机器人运动和受力之间的关系,目的是对机器人进行控制、优化设计和仿真。机器人动态性能不仅与运动学因素有关,还与机器人的结构形式、质量分布、执行机构的位置、传动装置等对动力学产生重要影响的因素有关。
(1)机器人是一个复杂的动力学系统,在关节驱动力矩(驱动力)的作用下产生运动变化,或与外载荷取得力矩平衡。
(2)机器人控制系统是多变量的、非线性的自动控制系统,也是动力学耦合系统,每一个控制任务本身就是一个动力学任务。
(3)动力学的正、逆问题:
①正问题是已知机器人各关节的作用力或力矩,求机器人各关节的位移、速度和加速度(即运动轨迹),主要用于机器人的仿真;
②逆问题是已知机器人各关节的位移、速度和加速度,求解所需要的关节作用力或力矩,以便实现实时控制。 机器人动力学的实质,即求解机器人动态特性的运动方程式,一旦给定输入的力或力矩,就确定了系统的运动结果。
5. 工业机器人的主轴和腕部分别实现什么功能
随着社会进步、科技发展,工业机器人的应用也越来越普遍。工业机器人是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动。由于其种类众多、运动轴与坐标系也很多,确定起来容易出错,对于新手尤其如此。
六轴关节机器人的运动方式:
六轴工业机器人作为工业机器人中应用中最为广泛的类型,具有高灵活性、超大负载、高定位精度等众多优点。那六个轴的各自运动路径如何,数自君将以FANUC robot R-2000 iB来进行详细解读。
J1旋转(S轴)
J2下臂(L轴)
J3上臂(U轴)
J4手腕旋转(R轴)
J5手腕摆动(B轴)
J6手腕回转(T轴)
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6. 工业机器人能与数控机床结合吗
我不清楚你所说的结合指的是什么。
现在工业自动化中,机器人与机床协同作业这是一个非常成熟的应用了,而且这样做只是一个自动化单元。这个技术只是做一些信号交互就可以的。
如果你的意思是机器人和机床一体的话,这个应该也不是什么难点,而且个人感觉意义不大。
7. 常用的工业机器人类型有哪些
工业机器人种类介绍
1、搬运机器人
搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。早的搬运机器人出现在1960年的美国,Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运作业是指用一种设备握持工件,是指从一个加工位置移到另一个加工位置。
2、码垛机器人
码垛机器人是从事码垛的工业机器人,将已装入容器的物体,按一定排列码放在托盘、栈板(木质、塑胶)上,进行自动堆码,可堆码多层,然后推出,便于叉车运至仓库储存。码垛机器人可以集成在任何生产线中,为生产现场提供智能化、机器人化、网络化,可以实现啤酒、饮料和食品行业多种多样作业的码垛物流
3、焊接机器人
焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人术语标准焊接机器人的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。
4、喷涂机器人
喷涂机器人又叫喷漆机器人(spraypaintingrobot),是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人,1969年由挪威Trallfa公司(后并入ABB集团)发明。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成,液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源,如油泵、油箱和电机等。
8. 工业机器人的主要应用领域有哪些
1、输送线。
机器人及输送线物流自动化系统可应用于建材、家电、电子、化纤、汽车、食品等行业。
2、机器人涂胶工作站。
主要包括机器人、供胶系统、涂胶工作台、工作站控制系统及其它周边配套设备。为了提高系统的可靠性,涂胶工作站中的机器人和供胶系统,一般采用国外产品,根据用户的需求,进行工作台、控制柜及周边配套设备的设计制造,并完成涂胶系统的集成。
该工作站自动化程度高,适用于多品种、大批量生产,可广泛地应用于汽车风挡、汽车摩托车车灯、建材门窗、太阳能光伏电池涂胶等行业。
3、焊接。
随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展,自动弧焊机器人工作站,
从60年代开始用于生产以来,其技术已日益成熟,稳定和提高焊接质量。因此,在各行各业已得到了广泛的应用。
4、自动装箱。
机器人自动装箱、码垛工作站是一种集成化的系统,它包括工业机器人、控制器、编程器、机器人手爪、自动拆/叠盘机、托盘输送及定位设备和码垛模式软件等。
它还配置自动称重、贴标签和检测及通讯系统,并与生产控制系统相连接,以形成一个完整的集成化包装生产线。
(8)工业机器人都和什么能配合扩展阅读
工业机器人最显着的特点有以下几个:
(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。
9. 如何构建与人类协作的工业机器人
安全而高效的人类交互机器人——或称为“协作机器人”(cobotics),将会对组装生产线、家务劳动服务、健康保险领域以及物流产业产生革新作用。
汽车制造商和航空航天设备生产商都已经大规模引用自动化的机器人系统,英国航空公司(BAESystems)在本月早些时候也宣布了要使用协作机器人来建造军用飞机的计划。
1、隔离
但截至目前,工业机器人在“与人类共享空间”方面仍谈不上安全可靠——仅美国市场,每年因机器人造成的意外死亡就有20多起——因此大多数时候,机器人活动的区域是需要用屏障围护起来的。
“它们在搬运重物等单一操作上,非常高效实用。但是它们只能进行盲目且没有智慧移动,因此在过程中一旦触碰到人,就很可能造成严重事故,甚至导致死亡。”德国弗劳恩霍夫研究所工厂操作和自动化研究员JosSaenz表示。
与早期机器人不同,“协作机器人”安装有传感器并具备安全特性,能有效地侦测周围出现的人及作出相应反应。这样的设计让人和机器人组成了完美搭配:后者的强度和精确度配合前者的视觉、感知、思维和适应力将可释放出更高效的生产力。
人与机器人的组合至少在现在而言是融洽的,因为人类具备的很多技能如今并不可以通过程序被创造出来。“有很多的经验和非书本上的知识是没有办法用程序代码表达的。譬如,一个工人可以察觉得到某些状况不对,或者电钻的震动不合往常,或者某个材料太硬。”Saenz表示,“想要通过文档的形式把这些记录下来,将很难做到。”
2、避免受伤
在利用“协作机器人”方面走得比较靠前的是BMW。2013年,BMW为旗下位于美国南加州的工厂安装了由丹麦UniversalRobots公司设计生产的机器人。该机器人可以在工人手握车门组件的情况下,通过喷射胶水以帮助完成汽车车门的隔离和水封操作。没有这些机器人,传统的手工操作将十分费力,并且还可能会导致手腕职业伤。
“我们感兴趣的是人体工学和安全性。机器人可以生产线上进行推拉这样重复性的操作而不受到伤害。”BMW组装和物流部门负责人RichMorris表示,“这些机器人与工人协同工作,工人们都爱死它了。”
但是当一个工人距离机器人太近了会怎样?“机器人首先会警告说你靠得太近。”Morris表示,“然后它会停止当前操作。”
今年,机器人又被应用到了另一人体工程学繁重的任务上:向车底盘的孔内插入硬橡胶。“很多工人在做这件事时导致大拇指受伤。”Morris解释道。起初,BMW通过3D打印开发了保护骨骼来支撑手指,但如今拥有“超级拇指”的协作机器人已经完全接管了这项任务。
3、通过示范来学习
最高级的协作机器人在功能上是灵活的,因此同一款机器人型号可以轻松的跟进任务的不同而重新切换模式,如排列任务、装卸货任务以及处理原材料任务等模式。
RethinkRobotics设计的Baxter机器人拥有两只机械臂和一个动态表情面部(屏幕)。该机器人可以通过被示范训练来学习执行各类任务:人类可以控制机器人的手臂,并指定一系列动作,机器人会记住并重复,从而达到示范学习的目的。而头部的屏幕则会通过表情提示告知周围的人当前正在执行的任务,或者正遭遇的问题。
首个脱离实验室并投入实际使用的Baxter,是2015年2月由澳大利亚糖果巨头Haigh"sChocolates引进的巧克力挑拣机器人。该机器人与其他工厂工人协同工作,全程无保护无隔离。
4、灵活性和精度
协作机器人下一个主要适用领域是消费者电子品的组装生产,该行业目前主要依赖人力。
今年3月,Baxter迎来了一个“一只手”的小兄弟Sawyer,该机器人被设计用于执行电路板测试和机器操作等目的。
此外,几乎同一时间,总部在瑞士苏黎世的abb公司也推出了名为YuMi的机器人,该机器人配有大量传感器,可以精准地将线穿过缝衣针。
YuMi的小尺寸和移动范围等特点让其成为了小型组装生产线的完美搭配,譬如智能手机、笔记本电脑和平板电脑等。
“这些特点对于在工厂中最大化利用空间,以及在小型工作室中安装机器人是至关重要的。”ABB营销部门主管StevenWyatt表示。
一旦协作机器人在工业界广泛装配并完成测试,它们就有可能会立即出现在家庭市场上,当然这其中也有不少特别的挑战。
“在工业环境中,会出现的人类通常都是18岁以上的成年人,足够理解工作环境中穿戴护目镜和硬皮鞋的重要性。但是在家庭环境下,一切都会变得不同,譬如宠物和小孩会在地上滚爬等。”Saenz指出,“不过家庭市场却是一个更大的市场。”
10. 工业机器人的主要应用方式
①机器人码垛
包装的种类、工厂环境和客户需求等将码垛变成包装工厂里一个头痛的难题,选用码垛机器人最大的优势是解放劳动力,一台码垛机至少可以代替三四个工人的工作量,大大削减了人工成本。码垛机器人是将包装货物整齐的、自动的码垛,在末端执行器安装有机械接口,可以跟换抓手,使码垛机器人应用在更多的场合,其应用在工业生产和立体化仓库。码垛机器人的使用无疑会大大的提高生厂力,降低工人的工作强度,在个别恶劣的工作环境下还对工人的人身安全起到有效保障的作用。
②机器人冲压
冲压机器人能代替人工作业的繁琐重复劳动以实现生产的机械全自动化,能在不同的环境下高速运作的情况下还能确保人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶 金、电子、轻工和原子能等企业,因为这些行业在生产过程中的重复动作相对比较多,所以在这些行业中利用冲压机器人的价值会很高。这些行业利用冲压机器人生产商品的效率会很高,从而为企业带来更高的利润。机械手全自动化解决方案:节省人力物力,降低企业在生产过程中的成本。取出生产好的产品放置在输送带或承接台上传送到指定目标地点,只要一人管理或一人同时看两台甚至更多台注塑机,可大大节省人工,节约人工工资成本,做成自动流水线更能节省厂地的使用范围。
③机器人分拣
分拣工作是内部物流最复杂的一环,往往人工工时耗费最多。自动分拣机器人能够实现 24 小时不间断分拣;占地面积小,分拣效率高,可减少70%人工;精准、高效,提升工作效率,降低物流成本。
机器人高速分拣可以在快速流水线作业中准确跟踪传送带的速度,通过视觉智能识别物体的位置、颜色、形状、尺寸等,并按照特定的要求进行装箱、分拣、排列等工作,以其快速灵活的特点大大提高了企业生产线的效率,降低了企业的运营成本。
④机器人焊接
采用机器人进行焊接作业可以极大地提高生产效益和经济效率;焊接的参数对焊接结果起到决定性作用,人工焊接时,速度、干伸长等都是变化的。机器人的移动速度快,可达3m/s,甚至更快,采用机器人焊接比同样用人工焊接效率可提高2~4倍,焊接质量优良且稳定。
⑤机器人激光切割
激光切割时利用工业机器人灵活快速的工作性能,根据客户切割加工工件尺寸的大小不同,可以选择机器人正装或者倒装,对不同产品进行示教编程或者离线编程,机器人的第六轴装载光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割。加工成本低廉,设备虽然一次性投入较贵,但连续的,大量的加工最终使每个工件的综合成本降低下来。
⑥机器人喷涂
喷涂机器人又叫喷漆机器人,是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。喷涂机器人精确地按照轨迹进行喷涂,无偏移并完美地控制喷枪的启动。确保指定的喷涂厚度,偏差量控制在最小。喷涂机器人喷涂能减少喷涂和喷剂的浪费,延长过滤寿命,降低喷房泥灰含量,显着加长过滤器工作时间,减少喷房结垢。输送级别提高30%!
⑦机器人视觉应用
机器人视觉技术是把机器视觉加入到工业机器人应用系统中,相互协调完成相应工作。采用工业机器人视觉技术,能够避免一些外在因素对检验精度的影响,有效克服温度、速度的影响,提高检验的精度。机器视觉可以对产品的外形、颜色、大小、亮度、长度等进行检测,搭配工业机器人可以完成物料的定位、追踪、分拣、装配等需求。
⑧机床上下料
机床上下料机器人系统,主要用于加工单元和自动生产线待加工毛坯件的上料、加工完工件的下料、机床与机床之间工序转换工件的搬运以及工件翻转,实现车削、铣削、磨削、钻削等金属切削机床的自动化加工。
机器人与机床的紧密结合,不仅是自动化生产水平的提高,更是工厂生产效率革新与竞争力的提升。机械加工上下料需要重复持续的作业,并要求作业的一致性与精准性,而一般工厂对配件的加工工艺流程需要多台机床多道工序的连续加工制成……随着用工成本的提高及生产效率提升带来的生产压力,加工能力的自动化程度及柔性制造能力成为工厂竞争力提升的关卡。机器人代替人工上下料作业,通过自动供料料仓、输送带等方式,实现高效的自动上下料系统。
工业机器人在现在社会的生产和发展中已经扮演了一个越来越重要的角色了,相信随着科技的不断提升,工业机器人的用武之地也将更加广阔!