工业机器人的“主体”、“系统”、“执行器”是什么?
什么是主体?
主体机械即机座和实行机构,包括大臂、小臂、腕部和手部,构成的多自由度的机械系统。有的机器人另有行走机构。工业机器人有6个自由度乃至更多腕部通常有1~3个活动自由度。
什么是驱动系统?
根据动力源的不同,工业机器人的驱动系统分为三类:液压、气动和电动。根据要求,驱动系统也可以通过这三个例子进行组合。或由同步带、齿轮系和齿轮等机械传动机构间接驱动。驱动系统具有送料装置和传动机构,用于执行机构的相应动作。这三种基本驱动系统各有特点。现在的主流是电力驱动系统。
由于低惯量,大转矩交流和直流伺服电机及其配套伺服电机(变频器、直流脉宽调制器)被广泛接受。这种系统不需要电源转换,使用方便,控制灵敏。大多数电机后面都需要配备一个薄型传动机构:减速器。它的轮齿利用齿轮变速器将电机的反转数降低到所需的反转数,并获得大扭矩的装置,从而降低速度并增加扭矩。当负载较大时,盲目增加伺服电机的功率是无利可图的。在适当的转速范围内通过减速器提高输出扭矩。伺服电机在低频运行时容易产生低频发热和振动。重复、长时间的工作不利于保证其准确可靠的运行。精减速电机的存在使伺服电机以合适的速度运行,以增强机体的刚度,同时产生更高的转矩。
如今主流的减速器有两种:谐波减速器和 RV减速。
什么是控制系统?
机器人控制系统是机器人的大脑,是决定机器人功能的主要因素。控制系统根据输入程序收回并控制驱动系统和执行机构的指令信号。工业机器人控制技术的主要任务是控制工业机器人在工作空间中的活动范围、姿态、轨迹和动作时间。它具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机界面、在线操作提示、使用方便等特点。
控制器系统是机器人的核心,国外相关企业对中国的经验非常接近。多年来,随着微电子技术的发展,微处理器的功能越来越大,价格也越来越便宜。现在市场上已经出现了一款售价1-2美元的32位微处理器。经济型微处理器为机器人控制器带来了新的发展机遇,这使得开发低成本、高功能的机器人控制器成为可能,目前该机器人控制器主要由strong arm系列、DSP系列、PowerPC系列、Intel系列等芯片组成。
由于现有通用芯片的功能和功能在价格、功能、集成度和接口方面不能完全满足某些机器人系统的要求,这就产生了机器人系统对SOC(片上系统)技术的需求,将特定的处理器与所需的接口集成可以简化系统外围电路的设计,减小系统的尺寸,降低成本。例如,Actel将Neos或ARM7处理器核心集成到其FPGA产品中,以形成一个完整的SoC系统。在机器人技术控制器方面,其研究主要集中在美国和日本,有成熟的成品,如美国的deltaau公司和日本的Pengli有限公司,其运动控制器以DSP技术为核心,采用基于PC的开放式结构。
什么是感知系统?
它由内部传感器模块和外部传感器模块组成,用于获取内部和外部环境状态下的重要信息。内部传感器:用于检测机器人自身状态(如手臂之间的角度)的传感器,主要用于检测位置和角度的传感器。具体包括:位置传感器、位置传感器、角度传感器等。外部传感器:用于检测机器人环境(如检测物体和与物体的距离)和状态(如检测抓取的物体是否滑动)的传感器。有距离传感器、视觉传感器、力传感器等。
智能传感器系统的使用提高了机器人的机动性、实用性和智能化水平。人类的感知系统能够熟练地处理来自外部世界的信息。然而,对于某些许可信息,传感器比人体系统更有效。
什么是末端执行器?
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。通常末端执行器安装在机器人6轴的法兰盘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需要机器人来完成的任务。