工业机器人是一种高度自动化的机械设备,广泛应用于工业生产中,它们的工作原理和结构组成是理解和应用这些机器的基础。
一、工作原理
1、示教再现:操作员通过示教盒或直接引导机器人完成特定任务,控制器记录下这些动作并存储起来,当需要重复这些任务时,只需启动命令,机器人便会自动按照记忆的动作重复执行。
2、可编程控制:工作人员根据任务需求编写控制程序,并将其输入到控制器中,控制器根据程序指令指挥机器人完成相应的动作,这种方式灵活性高,适用于复杂的任务和环境变化。
3、遥控操作:在危险或难以接近的环境中,操作人员可以通过有线或无线遥控器远程操控机器人完成任务。
4、自主控制:这是最高级的控制方式,要求机器人具备识别环境和自主决策能力,能够在复杂环境中独立完成任务。
二、组成结构
1、本体:包括机械手总成、臂部、腕部和手部等,机械手总成是执行机构,负责精确地保证末端操作器所要求的位姿和实现运动,臂部通常由多个关节连接而成,每个关节可以执行旋转或移动操作,使机器人能够在三维空间内实现多个自由度的运动。
2、驱动系统:为机器人各部分提供动力,可以是液压传动系统、电动传动系统或气动传动系统,目前主流的是电动驱动系统,因其使用方便、控制灵活且不需要能量转换。
3、控制系统:相当于机器人的大脑,负责指挥和控制机器人的运行,控制系统由硬件和软件两部分组成,硬件包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出接口等,软件则包括控制器系统软件、机器人专用语言、运动学软件、动力学软件等。
4、传感系统:由内部传感器和外部传感器组成,用于获取机器人内部和外部环境状态中的有意义信息,智能传感器提高了机器人的机动性、适应性和智能化水平。
5、人机交互系统:使操作人员能够参与机器人控制并与机器人进行联系的装置,例如计算机的标准终端、指令控制台、信息显示板等。
工业机器人的工作原理主要依赖于示教再现、可编程控制、遥控操作和自主控制四种方式,其组成结构则包括本体、驱动系统、控制系统、传感系统和人机交互系统等多个部分,这些组成部分相互配合,共同实现工业机器人在工业生产中的广泛应用。