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你真的了解工業機器人「行業大佬」嗎?解密熟悉而又陌生的工業機器人

你真的了解工業機器人「行業大佬」嗎?解密熟悉而又陌生的工業機器人

如今,智能機器人的發展可謂是風頭浪尖,但是,絕大部分的智能機器人現在都還處於研發試驗階段,論其實用性還遠遠不如早已成熟的工業機器人。甚至一些基於傳統工業機器人引入智能技術的智能工業機器人也能很快投入生產應用,而工業機器人在傳統加工製造行業地位的重要性也是不言而喻的。然而,你真正的了解工業機器人這個「行業大佬」嗎?

所謂,工業機器人是面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,是靠自身動力和控制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慧技術制定的原則綱領行動。

工業機器人由主體、驅動系統和控制系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;驅動系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;控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信號,並進行控制。

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、迴轉和伸縮動作;球坐標型的臂部能迴轉、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本文不再啰嗦,今天我們來盤點一下那些你聽過但卻不認識的工業機器人。

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直角坐標系統為基本數學模型,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,以滾珠絲桿、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系統,可以完成在XYZ三維坐標系中任意一點的到達和遵循可控的運動軌跡。 多軸機器人採用運動控制系統實現對其的驅動及編程式控制制,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,在平面內進行定位和定向。另一個關節是移動關節,用於完成末端件在垂直於平面的運動。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Adept1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。它最適用於平面定位,垂直方向進行裝配的作業。

坐標機器人

坐標機器人是能夠實現自動控制的、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。坐標機器人採用運動控制系統實現對其的驅動及編程式控制制,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、系統結構簡單的自動化機器人系統解決方案,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,穩定產品質量等方面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,其所有運動桿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制,並且需要搭配編碼器和感測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。

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