工业机器人结构主要分为以下四个部分,各部分的功能如下:
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机械结构系统
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驱动系统
- 动力装置:常见的有液压传动、气压传动、电动传动等形式,它将电能、化学能等能量转化为机械能,为机器人的运动提供动力,电动驱动系统中的伺服电机,通过接收控制信号来精确控制机器人各个关节的转动速度和位置。
- 传动机构:包括减速器、同步带、链条、轮系、谐波齿轮等,其作用是将动力装置产生的动力传递给机器人的执行机构,并调节速度和扭矩,以满足机器人的工作要求,减速器在其中尤为重要,能够降低电机的转速,同时增大输出扭矩,使机器人的动作更加平稳、精确。
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传感系统
- 内部传感器:主要用于监测机器人自身的状态信息,如位置传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器等,这些传感器可以实时反馈机器人各关节的位置、速度、加速度以及受力情况等信息,帮助控制系统实现对机器人的精确控制和保护,关节处的轴角度编码器就是一种位置传感器,用于测量机器人关节的转动角度。
- 外部传感器:用于感知机器人外部环境的信息,如视觉传感器、触觉传感器、接近传感器、激光雷达等,视觉传感器可以让机器人识别物体的形状、颜色、位置等信息;触觉传感器则能够感知物体的表面质地、温度等特性;接近传感器可以帮助机器人检测周围物体的接近程度,避免碰撞,这些外部传感器使机器人能够更好地适应复杂的工作环境,提高其智能化水平和工作效率。
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控制系统
- 控制器硬件:是机器人的“大脑”,负责处理各种传感器传来的信息,并根据预设的程序和算法发出控制指令,控制机器人的驱动系统和执行机构动作,它通常由工业控制板卡、微处理器、存储器等硬件组成,具备强大的运算能力和数据处理能力。
- 控制软件:包括监控程序、接口驱动等应用软件,监控程序用于监控机器人的工作状态,确保其正常运行;接口驱动则负责将控制指令转换为驱动系统能够识别的信号,实现对机器人各部分的有效控制,还包括一些特定的控制算法,如运动学算法、轨迹规划算法等,用于实现机器人的复杂运动控制和任务执行。
工业机器人的这四个部分相互协作,共同实现了机器人在工业生产中的高精度、高效率作业,随着技术的不断进步,工业机器人的结构也在不断优化升级,以适应更加复杂多变的生产环境和任务需求。