工业机器人的结构原理和运作方式是现代制造业中的重要组成部分,其核心在于模仿人的各种肢体动作、思维方式和控制决策能力。
一、结构组成
1、机械手总成:作为机器人的执行机构,机械手总成由驱动器、传动机构、机器人臂、关节、末端操作器及内部传感器等组成,这些部件协同工作,确保末端操作器能够精确地到达指定的位置和姿态。
2、控制器:控制器是机器人的神经中枢,它由计算机硬件、软件以及一些专用电路构成,控制器的软件包括系统软件、机器人专用语言、运动学和动力学软件、控制软件等,负责处理机器人工作过程中的全部信息并控制其全部动作。
3、示教系统:示教系统是机器人与人的交互接口,在示教过程中,它将控制机器人的全部动作,并将所有信息送入控制器的存储器中,示教系统实质上是一个专用的智能终端。
4、驱动系统:驱动系统为机器人提供动力,使机器人的各个关节能够按照预定的方式运动,驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动或它们的组合。
5、传感部分:传感部分由内部传感器模块和外部传感器模块组成,用于获取内外环境中有意义的信息,提高机器人的机动性、适应性和智能化水平。
6、控制系统:控制系统根据机器人的操作指令程序和传感器反馈的信号控制机器人的执行机构完成规定的运动和功能,控制系统可以是开环控制系统(没有信息反馈特征)或闭环控制系统(具有信息反馈特征)。
二、运作方式
1、示教再现:示教也称导引,是由用户导引机器人一步步按实际任务操作一遍,机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数等信息,并自动生成一个连续执行全部操作的程序,完成示教后,只需给机器人一个启动命令,机器人将精确地按示教动作一步步完成全部操作。
2、可编程控制:工作人员事先根据机器人的工作任务和运动轨迹编制控制程序,然后将控制程序输入给机器人的控制器,起动控制程序后,机器人便按照程序所规定的动作一步一步地去完成,如果任务变更,只要修改或重新编写控制程序即可。
3、遥控操作:在某些情况下,如人难以到达或危险的场所,可以通过有线或无线遥控器控制机器人完成某项任务。
4、自主控制:这是机器人控制中最高级、最复杂的控制方式,要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自主决策能力。
工业机器人通过模拟人类的肢体动作和思维方式,结合先进的机械结构、驱动系统、传感系统和控制系统,实现了高效、精确的自动化生产。