工業機器人分類

2018年10月09日 自動化生產線 469 views

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所謂,工業機器人是麵向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,它能自動執行工作,是靠自身動力和控製能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮,也可以按照預先編排的程序運行,現代的工業機器人還可以根據人工智能技術製定的原則綱領行動。

工業機器人由主體、驅動係統和控製係統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構,包括臂部、腕部和手部,有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3~6個運動自由度,其中腕部通常有1~3個運動自由度;驅動係統包括動力裝置和傳動機構,用以使執行機構產生相應的動作;控製係統是按照輸入的程序對驅動係統和執行機構發出指令信號,並進行控製。

工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動;圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉和伸縮動作;球坐標型的臂部能回轉、俯仰和伸縮;關節型的臂部有多個轉動關節。對於這些大家熟知的工業機器人,今天AG亞遊正規平台來細分一下工業機器人的四大類。

多軸機器人

多軸機器人又稱單軸機械手,工業機械臂,電缸等,是以XYZ直角坐標係統為基本數學模型,以伺服電機、步進電機為驅動的單軸機械臂為基本工作單元,以滾珠絲杆、同步皮帶、齒輪齒條為常用的傳動方式所架構起來的機器人係統,可以完成在XYZ三維坐標係中任意一點的到達和遵循可控的運動軌跡。 多軸機器人采用運動控製係統實現對其的驅動及編程控製,直線、曲線等運動軌跡的生成為多點插補方式,操作及編程方式為引導示教編程方式或坐標定位方式。

SCARA機器人

SCARA機器人是一種圓柱坐標型的特殊類型的工業機器人。SCARA機器人有3個旋轉關節,其軸線相互平行,在平麵內進行定位和定向。另一個關節是移動關節,用於完成末端件在垂直於平麵的運動。手腕參考點的位置是由兩旋轉關節的角位移φ1和φ2,及移動關節的位移z決定的,即p=f(φ1,φ2,z),如圖所示。這類機器人的結構輕便、響應快,例如Adept 1型SCARA機器人運動速度可達10m/s,比一般關節式機器人快數倍。它最適用於平麵定位,垂直方向進行裝配的作業。

XY方向坐標(前後左右)

Z方向坐標(上下)

坐標機器人

坐標機器人是能夠實現自動控製的、可重複編程的、多自由度的、運動自由度建成空間直角關係的、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。坐標機器人采用運動控製係統實現對其的驅動及編程控製,直線、曲線等運動軌跡的生成為多點插補方式,操作及編程方式為引導示教編程方式或坐標定位方式。

作為一種成本低廉、係統結構簡單的自動化機器人係統解決方案,坐標機器可以被應用於點膠、滴塑、噴塗、碼垛、分揀、包裝、焊接、金屬加工、搬運、上下料、裝配、印刷等常見的工業生產領域,在替代人工,提高生產效率,穩定產品質量等方麵都具備顯著的應用價值。

串聯和並聯機器人

串聯機器人其串聯式結構是一個開放的運動鏈,其所有運動杆並沒有形成一個封閉的結構鏈。串聯機器人的工作空間大,運動分析比較容易可以避免驅動軸之間的耦合效應。但其機構各軸必須要獨立控製,並且需要搭配編碼器和傳感器來提高機構運動時的精準度。

而並聯機器人和傳統工業用串聯機器人在應用上構成互補關係,它是一個封閉的運動鏈。並聯機器人不易產生動態誤差,無誤差積累精度較高。另外其結構緊湊穩定,輸出軸大部分承受軸向力,機器剛性高,承載能力大。但是,並聯機器人在位置求解上正解比較困難,而反解容易。

2自由度並聯機器人

3自由度並聯機器人

3自由度並聯機構種類較多,形式較複雜,一般有以下形式:平麵3自由度並聯機構,如3-RRR機構,它們具有2個移動和一個轉動;球麵3自由度並聯機構,如3-UPS-1-S球麵機構,該類機構的運動學正反解都很簡單,是一種應用很廣泛的3維移動空間機構;空間3自由度並聯機構,如Delta並聯機器人,這類機構屬於欠秩機構,在工作空間內不同的點其運動形式不同是其最顯著的特點。還有一類是增加輔助杆件和運動副的空間機構。

4自由度並聯機器人

6自由度並聯機器人

6自由度並聯機構是並聯機器人機構中的一大類,是國內外學者研究得最多的並聯機構,廣泛應用在飛行模擬器、6維力與力矩傳感器和並聯機床等領域。但這類機構有很多關鍵性技術沒有或沒有完全得到解決,比如其運動學正解、動力學模型的建立以及並聯機床的精度標定等。

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