1、机械部分
基座:是机器人的基础支撑部分,为机器人提供稳定的安装基础和支撑结构,它可以固定在地面或工作平台上,确保机器人在工作过程中保持稳定,不会发生晃动或位移。
手臂:通常由多个关节和连杆组成,包括大臂、小臂等,手臂的关节可以实现多自由度的运动,使机器人能够灵活地在空间中移动和操作,通过不同关节的组合运动,机器人可以完成各种复杂的动作,如抓取、搬运、焊接等。
末端执行器:也称为手部,是直接安装在机器人手腕上的部件,用于与工作环境中的物体进行交互,根据不同的工作任务,末端执行器可以是各种形状和功能的工具,如夹钳、吸盘、焊枪、喷枪等。
2、驱动系统
电机:是工业机器人的动力源,常见的有步进电机、直流电机、交流电机等,电机的选型和性能直接影响机器人的运动速度、精度和承载能力,步进电机具有精度高、控制简单的优点,适用于对位置精度要求较高的场合;而交流电机则具有功率大、转速快的特点,适合用于需要较大动力的工作场景。
减速器:由于电机的转速通常较高,而机器人的工作速度一般较低,因此需要减速器来降低电机的转速并增大扭矩,常见的减速器类型有谐波减速器、齿轮减速器、RV 减速器等,减速器的精度和可靠性对机器人的性能有着重要影响。
传动装置:将电机的动力传递给机器人的各个关节和末端执行器,实现机器人的运动,传动装置可以是皮带传动、链条传动、丝杠传动等,不同类型的传动装置适用于不同的应用场景,需要根据机器人的具体结构和工作要求进行选择。
3、控制系统
控制器:是机器人的核心控制部件,负责接收外部指令和传感器反馈的信息,并根据预设的程序和算法对机器人的运动和操作进行控制,控制器可以是工业计算机、可编程逻辑控制器(PLC)等,随着技术的不断发展,现代工业机器人的控制器越来越趋向于集成化、智能化和网络化。
传感器:作为机器人的感知器官,能够检测机器人自身的状态以及外部环境的信息,内部传感器主要用于监测机器人的位置、速度、关节角度等参数,常见的有编码器、陀螺仪、加速度计等;外部传感器则用于感知周围环境的变化,如视觉传感器、力传感器、接近传感器等,传感器的使用可以提高机器人的适应性和智能化水平,使其能够更好地完成各种复杂的任务。
示教器:是人与机器人进行交互的重要设备,操作人员可以通过示教器对机器人进行编程、调试和控制,示教器通常具有显示屏、按键、操纵杆等部件,方便操作人员输入指令和设置参数,通过示教器,操作人员可以让机器人学习并记录下所需的运动轨迹和操作步骤,然后机器人可以根据这些信息自动执行任务。
4、软件系统
监控程序:负责对机器人的工作状态进行实时监测和显示,包括机器人的位置、速度、运行模式等信息,当机器人出现故障或异常情况时,监控程序能够及时发出警报并提供相应的故障诊断信息,以便操作人员进行处理。
接口驱动等应用软件:用于与外部设备进行通信和数据交换,以及控制机器人的各种执行机构,与自动化生产线上的其他设备进行联动控制,或者控制机器人的焊接、喷涂等工艺过程。
工业机器人的典型结构是一个复杂而精密的系统,各部分相互协作、紧密配合,共同实现了机器人的高效、精确和稳定运行,这种结构不仅提高了生产效率和产品质量,还降低了生产成本和劳动强度,为现代工业生产带来了巨大的变革和效益。