工业机器人辅助柔性生产

工业机器人辅助柔性生产
工业机器人辅助柔性生产

工业机器人辅助柔性生产

在切削加工中,过程自动化不仅与机床本身有关,而且也与连接机床的前后生产装置有关。工业机器人能够适合所有的操作工序,能解决诸如传送、质量检验、剔除有缺陷的工件、机床上下料、更换刀具、实际的加工操作、清洗和工件堆垛等任务。

现代工业机器人是一种可自由编程、十分精确和多功能的高效设备。如果给工业机器人装上传感器,手爪系统,集成的数字图象处理设备和智能过程控制软件,它可以为完成各种不同的任务进行编程。因此,对于完成同一个任务,机器人要比专用设备具有更高的柔性。机器人无需装备止动、定位、装夹和辅助等装置,因此,它可以使整个设备设计得很紧凑,对于投资者和企业家来说,其优点在于投资比较少,以及能以简单化的企业内部物料供给而充分利用空间和缩短生产时间。在产品换型和生产调整时,可以缩短准备时间和停机时间,可以较快地重新恢复生产-这符合准时制生产。

机器人是进行零缺陷生产的重要部件

借助于数字图形处理,机器人可以根据形状、大小、姿态和颜色对在传送带上无次序运送的工件进行可靠的识别,这样,机器人用它的手爪随时可以可靠地抓取和操作工件。而用成像系统装备的机器人还可以完成更多的任务。它可以用来识别有缺陷的或错误的工件,把这种工件从生产过程链中取出,说得更确切些,就是把它们或者作为废料处理或者对它们再进行加工,由此确保只有无缺陷的工件才能继续进行加工。所以,工业机器人是进行零缺陷生产的重要部件,如果人们从事相同或类似的操作,那么需要高度地集中注意力。但是,对在工件的机械加工中,工业机器人能够精巧和有效地解决加工过程自动化于这种重复性的工作。当工作场所的温度条件愈不适合,周围环境的噪声愈大,粉尘愈多或存在的危险性愈大,那么这种负面效果的影响就愈大。机器人即使在特别恶劣的环境条件下,它总是能以始终不变的可靠性和质量进行工作,所以,对工作场所合乎人道的要求,也是采用机器人进行辅助自动化的重要理由。

可靠性和利用率是机床和设备最重要的特征参数。就这些参数而言,机器人完全可以令人信服。在定期维护的情况下,在机器人上首次出现故障的平均间隔时间(称之为MTBF-平均无故障时间)显然超过65000小时,这意味着在一年365天,每天24小时连续运行的情况下,差不多在7.5年后才发生一次故障,这种很高的可靠性和利用率是切削加工过程自动化中愈来愈多的采用工业机器人的重要原因。

来自德国阿尔岑瑙(Alzenau)的ISA自动化系统公司,在湖南其重要的业务是从事于研究机器人辅助的磨削和抛光系统。机床和设备的主要使用者是家具、汽车及附件等工业以及铸造厂从事铸件清理的磨工和抛光作业工。特别是对于小批量多品种产品的生产,在这里采用机器人的解决方案有着突出的优点。它可以省掉回转工作台较长的准备时间,总的来说,是提高了磨削加工的质量。手工作业的磨工,在最好的情况下最初加工十个

零件是精确的,随后工作注意力会下降。而机器人则相反,它可以确保始终不变的质量。此外,需要的人也较少。

ISA公司采用机器人进行辅助加工,当进行磨削时,它可以以5.5kW的驱动功率传递到接触轮,进行抛光时,驱动功率甚至可达到11kW。然而,人们用手动方式以这样的力和速度进行加工是不可能实现的。ISA公司采用了ABB公司的工业机器人来装备其设备,这些机器人的型号为IRB2400,IRB4400和改进型的IRB6400。由于其紧凑的结构,可以用来构成作业空间十分精简的机器人单元。企业可以用它来改装用户现有的主要设备。例如在对家具部件进行精整加工时,甚至可在5台加工机床的中央设置一台机器人,机器人抓取待加工的工件并将其送到每一台设备上。对于加工几何形状复杂的扶手进一步开发了机器人系统。为了实现加工机床所需的不同定向,ISA公司是将每台机床安装在机床自己的一台回转工作台上。而回转工作台就起到机器人的第7个坐标轴的作用。这样,ISA公司在一台加工单元上,以包括三台磨床和二台抛光机在内的十台机床的配置,通过工业机器人完成扶手的综合加工-从毛坯件直到具有光泽表面的成品件,最后又自动将成品件进行堆垛。

曲轴轴瓦的测量、去毛刺和堆垛

汽车-配件供应厂必须供应完美无缺的产品,以便能在竞争中站稳脚跟。这特别适用于像自动变速器的滑阀体、缸盖,柴油机喷油泵和涡轮增压器壳等关键成套零部件的生产。这些零部件是以出众的表面特性为重要条件的。因此,这些零件在机加工后要彻底去除毛刺,并全面进行清洗,以确保在今后设备运行中不会有毛刺颗粒,残余尘埃或焊珠的脱落,以致损害到部件的功能或甚至造成完全的损坏。一个要求很高精度的实例是丹麦vald.Birn铸造企业集团在Holstebro工厂中的曲轴轴瓦装配。这里,在WMS工程公司三个紧凑型去毛刺单元中采用了ABB公司的工业机器人,尽管铸造车间恶劣的环境,三个机器人单元肯定能十分精确地对载重汽车发动机的曲轴轴瓦进行测量,去毛刺和堆垛。为了实现这些作业,WMS工程公司首先在自己的一台演示设备上对轴瓦进行了广泛的去毛刺实验,然后确定测量设备以及必需的去毛刺工具。

机器人单元的核心设备是ABB公司一种刚性特别好的铸造结构的IRB2400型工业机器人。三班制运行的机器人必须要具有很高的刚性,以便能承受在去毛刺时产生的加工力和获得始终如一的成果。刚性决定了所能达到的进给速度和有待获得的表面质量,链式传送带把从加工中心上卸下来的轴瓦(总是8个为上部和8个是下部)输送到机器人单元,机器人首先从传送带上抓取工件,并将工件平放在测量装置上,在这里,以最大为5μm 的偏差测量今后要安装曲轴主轴颈的上部和下部的已加工表面。PC对测量数据进行分析处理,并提供给机器人,然后由机器人从各相配零件中选定一对配合件。把超差的零件从生产流程中剔除出去。在下一工步中,机器人针对不同型号的零件采用不同的工具(如铣刀,锉刀和刷子)去除毛刺。接着,机器人以0.2mm的重复精度把工件存放到堆垛装置上。在这里,加工并包括测量和堆垛,整个节拍时间约为45秒。后面的传送带把已去除

毛刺的经过测量和清洗过的工件(不经手动的中间操作)输送到自动装配机上。这个系统的主要优点是具有稳定和高的去毛刺质量。此外,连续的测量同时又立即把测量数据反馈给加工中心,这对保证质量和避免废品损失作出了重要贡献。

丹麦DISA集团是以其顶尖的喷丸清理设备和自动化去毛刺设备而著称,算得上是全球领先的机械设备制造厂。DISA集团的成套设备包括有采用机器人作业的去泥芯,去型砂,去铸造氧化皮,捣碎,切割,锯切和机械精整加工等设备。铸件精整系统的核心部件是ABB公司的IRB6400型工业机器人,在这种应用情况中,机器人抓取已预先定位的工件,接着自动完成锯切,磨削,如需要也可完成其它的工序。对此,机器人操纵着工件将其靠到固定的抛光轮、砂轮和其它工具上进行相应的加工,加工完后,把工件存放到传送带上进行进一步的输送。

铸件的自动精整加工与手动加工相比,有显著优点。它加速了工件在生产中的通过速度,优化了企业内部的物料供应和提高了产品质量及生产的稳定性。此外,它还提高了工作场所的安全性和改善了劳动的生态条件。因为,由于粉尘、噪声和震动引起的环境污染仅局限于封闭的机器人单元区域内。

工业机器人控制系统组成及典型结构

工业机器人控制系统组成及典型结构 一、工业机器人控制系统所要达到的功能机器人控制系统是机器人的重要组成部分,用于对操作机的控制,以完成特定的工作任务,其基本功能如下: 1、记忆功能:存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。 2、示教功能:离线编程,在线示教,间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种。 3、与外围设备联系功能:输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。 4、坐标设置功能:有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。 5、人机接口:示教盒、操作面板、显示屏。 6、传感器接口:位置检测、视觉、触觉、力觉等。 7、位置伺服功能:机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。 8、故障诊断安全保护功能:运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。 二、工业机器人控制系统的组成 1、控制计算机:控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有32 位、64 位等如奔腾系列CPU 以及其他类型CPU 。 2、示教盒:示教机器人的工作轨迹和参数设定,以及所有人机交互操作,拥有自己独立的 CPU 以及存储单元,与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 3、操作面板:由各种操作按键、状态指示灯构成,只完成基本功能操作。 4、硬盘和软盘存储存:储机器人工作程序的外围存储器。 5、数字和模拟量输入输出:各种状态和控制命令的输入或输出。 6、打印机接口:记录需要输出的各种信息。 7、传感器接口:用于信息的自动检测,实现机器人柔顺控制,一般为力觉、触觉和视觉传感器。 8、轴控制器:完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。 9、辅助设备控制:用于和机器人配合的辅助设备控制,如手爪变位器等。 10 、通信接口:实现机器人和其他设备的信息交换,一般有串行接口、并行接口等。 11 、网络接口 1) Ethernet 接口:可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC 通信,数据传输速率高达 10Mbit/s ,可直接在PC 上用windows 库函数进行应用程序编程之后,支持TCP/IP 通信协议,通过Ethernet 接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。

工业机器人用电机驱动系统

工业机器人用电机驱动系统 机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力,直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。 对工业机器人关节驱动的电动机,要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。特别是像机器人末端执行器(手爪)应采用体积、质量尽可能小的电动机,尤其是要求快速响应时,伺服电动机必须具有较高的可靠性和稳定性,并且具有较大的短时过载能力。这是伺服电动机在工业机器人中应用的先决条件。 一、机器人对关节驱动电机的主要要求规纳如下 1.快速性 电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。响应指令信号的时间愈短,电伺服系统的灵敏性愈高,快速响应性能愈好,一般是以伺服电动机的机电时间常数的大小来说明伺服电动机快速响应的性能。 2.起动转矩惯量比大 在驱动负载的情况下,要求机器人的伺服电动机的起动转矩大,转动惯量小。 3.控制特性的连续性和直线性,随着控制信号的变化,电动机的转速能连续变化,有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比。 4.调速范围宽。 能使用于1:1000~10000的调速范围。 5.体积小、质量小、轴向尺寸短。 6.能经受得起苛刻的运行条件,可进行十分频繁的正反向和加减速运行,并能在短时间内承受过载。 目前,由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用,一般负载1000N(相当100kgf)以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。所采用的关节驱动电动机主要是AC伺服电动机,步进电动机和DC伺服电动机。其中,交流伺服电动机、直流伺服电动机、直接驱动电动机(DD)均采用位置闭环控制,一般应用于高精度、高速度的机器人驱动系统中。步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动机由于采用电子换向,无换向火花,在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1~10kW。工业机器人驱动系统中所采用的电动机。

工业机器人控制系统

更多论文请加QQ 1634189238 492186520 第一章绪论 1.1 工业机器人的发展及分类 1.1.1 工业机器人的发展 工业机器人的发展通常可规划分为三代: 第一代工业机器人:通常是指目前国际上商品化与使用化的“可编程的工业机器人”,又称“示教再现工业机器人”,即为了让工业机器人完成某项作业,首先由操作者将完成该作业所需要的各种知识(如运动轨迹、作业条件、作业顺序和作业时间等),通过直接或间接手段,对工业机器人进行“示教”,工业机器人将这些知识记忆下来后,即可根据“再现”指令,在一定精度范围内,忠实的重复再现各种被示教的动作。1962年美国万能自动化公司的第一台Unimate工业机器人在美国通用汽车公司投入使用,标志着第一代工业机器人的诞生。 第二代工业机器人:通常是指具有某种智能(如触觉、力觉、视觉等)功能的“智能机器人”。即有传感器得到触觉、力觉和视觉等信息计算机处理后,控制机器人的操作机完成相应的适当操作。1982年美国通用汽车在装配线上为工业机器人装备了视觉系统,从而宣布了新一代智能工业机器人的问世。 第三代工业机器人:即所谓的“只治式工业机器人”。它不仅具有感知功能,而且还有一定的决策及规划能力。第一代工业机器人目前仍处在实验室研究阶段。工业机器人经历了诞生---成长---成熟期后,已成为制造业中不可缺少的核心装备,世界上有约75万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在个条生产线上,特种机器人作为机器人家族的后起之秀,由于其用途广泛而大有后来居上之势,仿人机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途发特种机器人纷纷面世,而且正以飞快的速度向实用化迈进。 我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前已基本掌握了机器人的操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术、生产了部分机器人的关键元器件,开发出喷漆、焊弧、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台配套喷漆机器人在二十与家企业的近30条自动喷漆生产线上获得规模应用,弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。 但总的来看,我国的工业机器人技术及其工程应用水平和国外比还有一定的距离,如:可靠性低于国外产品;机器人应工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外比有差距;在应用规模上,我国已安装的国产工业机器人约200台,约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业,当前我国的机器人生产都是应用户的要求,“一客户,一次重新设计”,品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低,而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术,对产品进行全面规划,搞好系列化、通用化、模化设计,积极推进产业化进程。 1.1.2 工业机器人的分类 工业机器人按不同的方法可分下述类型 工业机器人按操作机坐标形式分以下几类:(坐标形式是指操作机的手臂在运动时所取的参考坐标系的形式。)

工业机器人控制的功能组成和分类

1、对机器人控制系统的一般要求 机器人控制系统就是机器人的重要组成部分,用于对操作机的控制,以完成特定的工作任务,其基本功能如下: ·记忆功能:存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度与与生产工艺有关的信息。 ·示教功能:离线编程,在线示教,间接示教。在线示教包括示教盒与导引示教两种。 ·与外围设备联系功能:输入与输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。 ·坐标设置功能:有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。 ·人机接口:示教盒、操作面板、显示屏。 ·传感器接口:位置检测、视觉、触觉、力觉等。 ·位置伺服功能:机器人多轴联动、运动控制、速度与加速度控制、动态补偿等。 ·故障诊断安全保护功能:运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护与故障自诊断。 2.机器人控制系统的组成(图1) (1)控制计算机控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有32位、64位等,如奔腾系列CPU以及其她类型CPU。 (2)示教盒示教机器人的工作轨迹与参数设定,以及所有人机交互操作,拥有自己独立的CPU以及存储单元,与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 (3)操作面板由各种操作按键、状态指示灯构成,只完成基本功能操作。 (4)硬盘与软盘存储存储机器人工作程序的外围存储器。 (5)数字与模拟量输入输出各种状态与控制命令的输入或输出。 (6)打印机接口记录需要输出的各种信息。 (7)传感器接口用于信息的自动检测,实现机器人柔顺控制,一般为力觉、触觉与视觉传感器。 (8)轴控制器完成机器人各关节位置、速度与加速度控制。 (9)辅助设备控制用于与机器人配合的辅助设备控制,如手爪变位器等。 (10)通信接口实现机器人与其她设备的信息交换,一般有串行接口、并行接口等。 (11)网络接口 1)Ethernet接口:可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信,数据传输速率高达10Mbit/s,可直接在PC上用windows库函数进行应用程序编程之后,支持TCP/IP通信协议,通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。 2)Fieldbus接口:支持多种流行的现场总线规格,如Device net、AB Remote I/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET 等。 3.机器人控制系统分类 ·程序控制系统:给每一个自由度施加一定规律的控制作用,机器人就可实现要求的空间轨迹。 ·自适应控制系统:当外界条件变化时,为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善控制品质,其过程就是基于操作机的状态与伺服误差的观察,再调整非线性模型的参数,一直到误差消失为止。这种系统的结构与参数能随时间与条件自动改变。 人工智能系统:事先无法编制运动程序,而就是要求在运动过程中根据所获得的周围状态信息,实时确定控制作用。

工业机器人的驱动方式

题目 1、工业串联机器人常用的驱动方式、传动系统、传感器类型 比较 2、智能移动机器人的驱动方式、传动系统、传感器类型 比较 3、现在机器人的控制系统、控制结构 概述 机器人问世已有几十年 但没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发 展 另一原因主要是因为机器人涉及到了人的概念 成为一个难以回答的哲学问 题。也许正是由于机器人定义的模糊 才给了人们充分的想象和创造空间。 美国机器人协会 RIA) 一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的 通过程序动作来执行各种任务 并具有编程能力的多功能操作机。 美国家标准局 一种能够进行编程并在自动控制下完成某些操作和移动作业 任务或动作的机械装置。 1987年国际标准化组织(ISO)对工业机器人的定义 “工业机器人是一种具 有自动控制的操作和移动功能 能完成各种作业的可编程操作机。 日本工业标准局 一种机械装置 在自动控制下 能够完成某些操作或者动 作功能。 英国 貌似人的自动机 具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机器。 中国 我国科学家对机器人的定义是 “机器人是一种自动化的机器 这种 机器具备一些与人或生物相似的智能能力 如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力 是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 尽管各国定义不同 但基本上指明了作为“机器人”所具有的二个共同点 (1) 是一种自动机械装置 可以在无人参与下 自动完成多种操作或动作功 能 即具有通用性。 (2)可以再编程 程序流程可变 即具有柔性(适应性 。 机器人是20世纪人类伟大的发明 比尔?盖茨预言 机器人即将重复PC机 崛起的道路 彻底改变这个时代的生活方式。 机器人学集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理 论及人工智能等多学科的最新研究成果 代表了机电一体化的最高成就 是当代 科学技术发展最活跃的领域之一。 概述 驱动方式 现代工业机器人的驱动方式主要有三种 气动驱动、液压驱动和电动驱动。 气动驱动 机器人气动驱动系统以压缩空气为动力源。气动驱动机器人具有气源方便 系统结构简单 动作快速灵活 不污染环境以及维护方便、价格便宜、适合在恶劣工况 高温、有毒、多粉尘 条件下工作等特点。常用于冲床上下料 小零件装配、食品包装及电子元件输送等作业中。由于气体可压缩 遇阻时具有容让性 因此也常用作机器人手爪的驱动源。 气动驱动系统的组成 1 气源 气动机器人可直接使用工厂压缩空气站的气源 或自行设置气源

工业40与智能制造居然还有个名字叫两化融合

工业4.0与智能制造居然还有个名字叫两化融合

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工业4.0与智能制造居然还有个名字叫两化融合 两化融合(工业化与信息化融合)是一个由国家提出的长期发展战略目标。从提出两化融合到现在已经有十多年了但两化还没有真正融合到一起,很多地方甚至还没有做好开始融合的准备。其背后的原因,错综复杂;其经历的时间,三十多年;其发展的势头,持续增强;其未来的情形,任重道远。 一、三十年前也跨界 两化融合不是今天才有的,也不是从2002年提出这个口号时才有的。如果考察一下两化融合的历史进程,可以回溯到改革开放早期。大约在上个世纪80年代初,伴随着IBM大型机、VAX小型机、阿波罗图形工作站等多种计算机进入中国,带来了一些运行在这些计算机上的机械设计、仿真软件、绘图软件、计算机软件语言,以及可以用软件语言调用的函数子程序接口和画线与渲染子程序接口,由此而有了“制造业信息化”的发端——开发计算机辅助设计(CAD)软件程序。在80年代中期机械部还推广过机电一体化技术,提倡用微电子技术改造机械设备。CAD软件和微电子属于信息技术,被设计和改造的机械属于工业化的范畴,这就构成了两化要素的最早的一种融合形式。 最初的CAD软件开发以二维绘图软件为主。当时能在阿波罗图形工作站上开发出来一套二维CAD软件的基本功能,会让人兴奋不已。笔者就是在那个时代,开始研发以二维图形裁剪为核心的交互式绘图软件系统。那个时候,能快速地画出一张符合技术要求的机械零件图,是一个非常重要的开发任务,零件图的图框、布图、尺寸、符号、技术要求标注等,都是必须要考虑的。如果能以“二维半”(二维形状拔高后的柱状形体)的形式做出一些零件立体图,那就是很高级的开发项目了。毕竟,一张可以随意修改每一根线条的零件图,胜过几乎无法修改的手绘图纸的千百倍,这就是信息化的力量。当年机械部、国家科委等都组织了多种形

工业机器人控制系统的组成教学内容

工业机器人控制系统 的组成

工业机器人控制系统的组成 1、控制计算机:控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有32位、64位等如奔腾系列CPU以及其他类型CPU。 2、示教盒:示教机器人的工作轨迹和参数设定,以及所有人机交互操作,拥有自己独立的CPU以及存储单元,与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 3、操作面板:由各种操作按键、状态指示灯构成,只完成基本功能操作。 4、硬盘和软盘存储存:储机器人工作程序的外围存储器。 5、数字和模拟量输入输出:各种状态和控制命令的输入或输出。 6、打印机接口:记录需要输出的各种信息。 7、传感器接口:用于信息的自动检测,实现机器人柔顺控制,一般为力觉、触觉和视觉传感器。 8、轴控制器:完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。 9、辅助设备控制:用于和机器人配合的辅助设备控制,如手爪变位器等。 10、通信接口:实现机器人和其他设备的信息交换,一般有串行接口、并行接口等。 11、网络接口 1)Ethernet接口:可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信,数据传输速率高达10Mbit/s,可直接在PC上用windows库函数进行应用程序编程之后,支持TCP/IP通信协议,通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。 2)Fieldbus接口:支持多种流行的现场总线规格,如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。

工业机器人控制系统分类 1、程序控制系统:给每一个自由度施加一定规律的控制作用,机器人就可实现要求的空间轨迹。 2、自适应控制系统:当外界条件变化时,为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善控制品质,其过程是基于操作机的状态和伺服误差的观察,再调整非线性模型的参数,一直到误差消失为止。这种系统的结构和参数能随时间和条件自动改变。 3、人工智能系统:事先无法编制运动程序,而是要求在运动过程中根据所获得的周围状态信息,实时确定控制作用。 4、点位式:要求机器人准确控制末端执行器的位姿,而与路径无关。 5、轨迹式:要求机器人按示教的轨迹和速度运动。 6、控制总线:国际标准总线控制系统。采用国际标准总线作为控制系统的控制总线,如VME、MULTI-bus、STD-bus、PC-bus。 7、自定义总线控制系统:由生产厂家自行定义使用的总线作为控制系统总线。 8、编程方式:物理设置编程系统。由操作者设置固定的限位开关,实现起动,停车的程序操作,只能用于简单的拾起和放置作业。

工业机器人控制的功能、组成和分类

1. 对机器人控制系统的一般要求 机器人控制系统是机器人的重要组成部分,用于对操作机的控制,以完成特定的工作任务,其基本功能如下: ·记忆功能:存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。 ·示教功能:离线编程,在线示教,间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种。 ·与外围设备联系功能:输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。 ·坐标设置功能:有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系。 ·人机接口:示教盒、操作面板、显示屏。 ·传感器接口:位置检测、视觉、触觉、力觉等。 ·位置伺服功能:机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。 ·故障诊断安全保护功能:运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。 2.机器人控制系统的组成(图1) (1)控制计算机控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有32位、64位等,如奔腾系列CPU以及其他类型CPU。 (2)示教盒示教机器人的工作轨迹和参数设定,以及所有人机交互操作,拥有自己独立的CPU以及存储单元,与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 (3)操作面板由各种操作按键、状态指示灯构成,只完成基本功能操作。 (4)硬盘和软盘存储存储机器人工作程序的外围存储器。 (5)数字和模拟量输入输出各种状态和控制命令的输入或输出。 (6)打印机接口记录需要输出的各种信息。 (7)传感器接口用于信息的自动检测,实现机器人柔顺控制,一般为力觉、触觉和视觉传感器。 (8)轴控制器完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。 (9)辅助设备控制用于和机器人配合的辅助设备控制,如手爪变位器等。 (10)通信接口实现机器人和其他设备的信息交换,一般有串行接口、并行接口等。 (11)网络接口 1)Ethernet接口:可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信,数据传输速率高达10Mbit/s,可直接在PC 上用windows库函数进行应用程序编程之后,支持TCP/IP通信协议,通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。 2)Fieldbus接口:支持多种流行的现场总线规格,如Device net、AB Remote I/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET 等。

机器人柔性焊接工作站的技术办法

北京深隆机器人柔性焊接工作站的技术方案 为了充分发挥焊接机器人的自动化优势,提高产品质量和效率,提高工艺装备水平,降低工人劳动强度,设计了一套机器人柔性焊接工作站。文中介绍了机器人柔性焊接工作站的技术方案以及关键部件变位机、智能搬运器、工件定位工装的设计。通过方案设计,解决了变位机定位精度要求高、控制系统与机器人的通讯、智能搬运器的取货动作、工件的快速定位卡紧等技术难题。 随着工业自动化的普及和发展,焊接变位机的应用也逐渐普及,主要是在汽车,电子,机械等领域的焊接,焊接变位机结合焊接机器人组成一个小型流水线可以更好地节约能源和提高生产效率。 北京深隆科技有限公司的主要产品及服务为机器人智能涂装线、工业机器人应用及成套装备、涂装自动化生产线集成三大系列,以解放低端劳动力、改善有害工作环境为导向,以工业机器人集成应用为基础,以行业应用的个性化方案定制为核心,业务领域包括3C产品、汽车零部件等表面处理、重工、军工、航空、新能源等行业。产品包括:工业机器人喷涂生产线,自动涂装生产线,全自动点涂胶机器人,自动上下料机器人自动玻璃点涂胶机器人,自动锁镙丝机器人,自动上下料机器人、CCD视觉定位锁镙丝机,工业机器人配件-机器人工装,夹具,气动夹具,气动工装,气动模具,装配夹具,装配卡具等。技术咨询: 1.技术方案 机器人柔性焊接工作站立足于一小型自动化流水线作业,能焊接长度在2.5米以下的各种工件,集自动上料、半自动定位装卡、自动焊接、自动卸货于一体。从而降低工人劳动强度,提高生产效率。为了达到总体设计要求,制定了满足要求的技术方案,该设备主要由工件定位工装、智能搬运器、变位机、构件周转架、码垛架、送料机构、电气及气动系统等构成一小型流水线,见图1。

详细解析工业机器人控制系统

详细解析工业机器人控制系统 什么是机器人控制系统 如果仅仅有感官和肌肉,人的四肢还是不能动作。一方面是因为来自感官的信号没有器官去接收和处理,另一方面也是因为没有器官发出神经信号,驱使肌肉发生收缩或舒张。同样,如果机器人只有传感器和驱动器,机械臂也不能正常工作。原因是传感器输出的信号没有起作用,驱动电动机也得不到驱动电压和电流,所以机器人需要有一个控制器,用硬件坨和软件组成一个的控制系统。 机器人控制系统的功能是接收来自传感器的检测信号,根据操作任务的要求,驱动机械臂中的各台电动机就像我们人的活动需要依赖自身的感官一样,机器人的运动控制离不开传感器。机器人需要用传感器来检测各种状态。机器人的内部传感器信号被用来反映机械臂关节的实际运动状态,机器人的外部传感器信号被用来检测工作环境的变化。 所以机器人的神经与大脑组合起来才能成一个完整的机器人控制系统。 机器人的运动控制系统包含哪些方面? 执行机构----伺服电机或步进电机; 驱动机构----伺服或者步进驱动器; 控制机构----运动控制器,做路径和电机联动的算法运算控制; 控制方式----有固定执行动作方式的,那就编好固定参数的程序给运动控制器;如果有加视觉系统或者其他传感器的,根据传感器信号,就编好不固定参数的程序给运动控制器。 机器人控制系统的基本功能 1.控制机械臂末端执行器的运动位置(即控制末端执行器经过的点和移动路径); 2.控制机械臂的运动姿态(即控制相邻两个活动构件的相对位置); 3.控制运动速度(即控制末端执行器运动位置随时间变化的规律); 4.控制运动加速度(即控制末端执行器在运动过程中的速度变化);

工业物联网:浅析工业4.0与智能制造的关系

工业4.0即是以智能制造为主导的第四次工业革命或革命性的生产方法。该战略旨在 通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段,将制造也向智能化转型。 两大主题: 1.智能工厂:重点研究智能化生产系统及过程,以及网络分布式生产设施的实现。 2.智能生产:主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过 程中的应用。 发展优势 在生产能力上,工业 4.0将确保仅一次性生产,且产量很低时的获利能力,确保工艺 流程的灵活性和资源利用率。另一方面,工业4.0将使人的工作生涯更长,工作与生活更加 平衡,高工资时产业仍有强大竞争力。 实现方式 主要是通过CPS(信息物理系统),总体掌控从消费需求到生产制造的所有过程,由此实现高效生产管理。 工业3.0与工业4.0的比较

工业4.0能实现什么 1.生产智能化 2.设备智能化 3.能源管理智能化 4.供应链管理智能 化智能制造 工业4.0是一个产业的技术转型,是产业的变革。工业 4.0提出的智能制造是面向产品全生命周期,实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造技术现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的基础上,通过感知、人机交互、决策、执行和反馈,实现产品设 计过程、制造过程和企业管理及服务的智能化,是信息技术与制造技术的深度融合与集成。

本质:是基于“CPS”实现“智能共厂” 核心:是动态配置的生产方式实现“柔性生产” 关键:是信息技术应用实现生产力飞速发展 智能制造的构成 智能制造是可持续发展的制造模式,他借助计算机建模仿真和信息通信技术的巨大潜 力,优化产品的设计和制造过程,大幅度减少物质资源和能源的消耗以及各种废弃物的产生,同时实现循环再用,减少排放,保护环境。 基于工业4.0构思的智能工厂将由物理系统和虚拟的信息系统组成,称之为物理 信息生产系统(CPPS),是为未来制造业勾画的蓝图,其框架结构如图所示。 这种新的生产模式必将导致新的商业模式、管理模式、企业组织模式以及人才 需求的巨大变化。 首先是产品设计与生产的分离。工业4.0提出以通信和服务为基础构建网络化智能共产的设想,如图所示。

工业机器人控制系统的基本原理

工业机器人控制系统的 基本原理 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

工业机器人控制系统 20世纪80年代以后,由于微型计算机的发展,特别是电力半导体器件的出现,使整个机器人的控制系统发生了很大的变化,使机器人控制器日趋完善。具有非常好的人机界面,有功能完善的编程语言和系统保护,状态监控及诊断功能。同时机器人的操作更加简单,但是控制精度及作业能力却有很大的提高。目前机器人已具有很强的通信能力,因此能连接到各种网络(CAN—BUS、PROFIBUS或ETHERNET)。形成了机器人的生产线。特别是汽车的焊接生产线、油漆生产线、装配生产线很多都是靠机器人工作的。特别是控制系统已从模拟式的控制进入了全数字式的控制。 90年代以后,计算机的性能进一步提高,集成电路(IC)的集成度进一步的提高,使机器人的控制系统的价格逐渐降低,而运算的能力却大大提高,这样,过去许多用硬件才能实现的功能也逐渐地使用软件来完成。而且机器人控制系统的可靠性也由最早几百小时提高到现在的6万小时,几乎不需要维护。 一、控制系统基本原理及分类 工业机器人的控制器在要求完成特定作业时,需要做下述几件事: 示教:通过计算机来接受机器人将要去完成什么作业。也就是给机器人的作业命令,这个命令实质上是人发出的。 计算:这一部分实际上就是机器人控制系统中的计算机来完成的,它通过获得的示教信息要形成一个控制策略,然后再根据这个

策略(也称之为作业轨迹的规划)细化成各轴的伺服运动的控制的策略。同时计算机还要担负起对整个机器人系统的管理,采集并处理各种信息。因此,这一部分是非常重要的核心部分。 伺服驱动:就是通过机器人控制器的不同的控制算法将机器人控制策略转化为驱动信号,驱动伺服电动机,实现机器人的高 速、高精度运动,去完成指定的作业。 反馈:机器人控制中的传感器对机器人完成作业过程中的运动状态、位置、姿态进行实时地反馈,把这些信息反馈给控制计算机,使控制计算机实时监控整个系统的运行情况,及时做出各种决策。 图1 机器人控制基本原理图 控制系统可以有四种不同分类方法:控制运动方式、控制系统信号类型、控制机器人的数目以及人机的相互关系等分类。 (1)、按控制运动方式进行分类可分为程序控制系统、自适应控制系统和组合控制系统。 A、程序控制系统:绝大多数商品机器人是属于这种控制系统,主 要用于搬运、装配、点焊等点位控制,以及弧焊、喷涂机器人的轮廓控制。

工业机器人的驱动方式.资料

题目1、工业串联机器人常用的驱动方式、传动系统、传感器类型比较 2、智能移动机器人的驱动方式、传动系统、传感器类型比较 3、现在机器人的控制系统、控制结构 概述 机器人问世已有几十年但没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发 展另一原因主要是因为机器人涉及到了人的概念成为一个难以回答的哲学问 题。也许正是由于机器人定义的模糊才给了人们充分的想象和创造空间。 美国机器人协会RIA)一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的 通过程序动作来执行各种任务并具有编程能力的多功能操作机。 美国家标准局一种能够进行编程并在自动控制下完成某些操作和移动作业 任务或动作的机械装置。 1987年国际标准化组织(ISO)对工业机器人的定义“工业机器人是一种具 有自动控制的操作和移动功能能完成各种作业的可编程操作机。 日本工业标准局一种机械装置在自动控制下能够完成某些操作或者动 作功能。 英国貌似人的自动机具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机器。 中国我国科学家对机器人的定义是“机器人是一种自动化的机器这种 机器具备一些与人或生物相似的智能能力如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 尽管各国定义不同但基本上指明了作为“机器人”所具有的二个共同点(1) 是一种自动机械装置可以在无人参与下自动完成多种操作或动作功 能即具有通用性。 (2)可以再编程程序流程可变即具有柔性(适应性。 机器人是20世纪人类伟大的发明比尔?盖茨预言机器人即将重复PC机 崛起的道路彻底改变这个时代的生活方式。 机器人学集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理 论及人工智能等多学科的最新研究成果代表了机电一体化的最高成就是当代 科学技术发展最活跃的领域之一。 概述 驱动方式 现代工业机器人的驱动方式主要有三种气动驱动、液压驱动和电动驱动。 气动驱动 机器人气动驱动系统以压缩空气为动力源。气动驱动机器人具有气源方便系统结构简单动作快速灵活不污染环境以及维护方便、价格便宜、适合在恶劣工况高温、有毒、多粉尘条件下工作等特点。常用于冲床上下料小零件装配、食品包装及电子元件输送等作业中。由于气体可压缩遇阻时具有容让性因此也常用作机器人手爪的驱动源。 气动驱动系统的组成 1气源气动机器人可直接使用工厂压缩空气站的气源或自行设置气源

工业机器人控制系统的基本原理

工业机器人控制系统 20世纪80年代以后,由于微型计算机的发展,特别是电力半导体器件的出现,使整个机器人的控制系统发生了很大的变化,使机器人控制器日趋完善。具有非常好的人机界面,有功能完善的编程语言和系统保护,状态监控及诊断功能。同时机器人的操作更加简单,但是控制精度及作业能力却有很大的提高。目前机器人已具有很强的通信能力,因此能连接到各种网络(CAN—BUS、PROFIBUS或ETHERNET)。形成了机器人的生产线。特别是汽车的焊接生产线、油漆生产线、装配生产线很多都是靠机器人工作的。特别是控制系统已从模拟式的控制进入了全数字式的控制。 90年代以后,计算机的性能进一步提高,集成电路(IC)的集成度进一步的提高,使机器人的控制系统的价格逐渐降低,而运算的能力却大大提高,这样,过去许多用硬件才能实现的功能也逐渐地使用软件来完成。而且机器人控制系统的可靠性也由最早几百小时提高到现在的6万小时,几乎不需要维护。 一、控制系统基本原理及分类 工业机器人的控制器在要求完成特定作业时,需要做下述几件事:示教:通过计算机来接受机器人将要去完成什么作业。也就是给机器人的作业命令,这个命令实质上是人发出的。 计算:这一部分实际上就是机器人控制系统中的计算机来完成的,它通过获得的示教信息要形成一个控制策略,然后再根据这个策

略(也称之为作业轨迹的规划)细化成各轴的伺服运动的控制 的策略。同时计算机还要担负起对整个机器人系统的管理,采 集并处理各种信息。因此,这一部分是非常重要的核心部分。伺服驱动:就是通过机器人控制器的不同的控制算法将机器人控制策略转化为驱动信号,驱动伺服电动机,实现机器人的高速、 高精度运动,去完成指定的作业。 反馈:机器人控制中的传感器对机器人完成作业过程中的运动状态、位置、姿态进行实时地反馈,把这些信息反馈给控制计算机, 使控制计算机实时监控整个系统的运行情况,及时做出各种决 策。 图1 机器人控制基本原理图 控制系统可以有四种不同分类方法:控制运动方式、控制系统信号类型、控制机器人的数目以及人机的相互关系等分类。 (1)、按控制运动方式进行分类可分为程序控制系统、自适应控制系统和组合控制系统。 A、程序控制系统:绝大多数商品机器人是属于这种控制系统,主 要用于搬运、装配、点焊等点位控制,以及弧焊、喷涂机器人的轮廓控制。

工业机器人技术及应用教案手动操纵工业机器人

第三章手动操纵工业机器人 课前回顾 工业机器人主要由哪几部分组成? 如何判别工业机器人的点位运动和连续路径运动? 学习目标 认知目标 *了解工业机器人的安全操作规程 *熟悉示教器的按键及使用功能 *掌握机器人运动轴与坐标系 *掌握手动移动机器人的流程和方法 能力目标 *能够熟练进行机器人坐标系和运动轴的选择 *能够使用示教器熟练操作机器人实现点动和连续移动 导入案例

UniversalRobots公司推出革命性的新型工业机器人 UR5机器人自重很轻(仅18.4kg),可以方便地在生产场地移动,而且不需要繁琐的安装与设置就可以迅速地融入到生产线中,与员工交互合作。编程过程可通过教学编程模式实现,用户可以扶住UR机械臂,手动引导机械臂,按所需的路径及移动模式运行机械臂一次,UR机器人就能自动记住移动路径和模式。机器人通过一套独特的、友好的图形用户界面操作,在触摸屏幕上,有一系列范围广泛的功能让用户选择。任何重复性的生产过程,都能够使用它并从中受益。 课堂认知 机器人系统中个运动轴的定义 典型机器人操作机各运动轴 A1、A2和A3三轴(轴1、轴2和轴3)称为基本轴或主轴,用以保证末端执行器达到工作空间的任意位置。 A4、A5和A6三轴(轴4、轴5和轴6)称为腕部轴或次轴,用以实现末端执行器的任意空间姿态。 关节坐标系、直角坐标系、工具坐标系和用户坐标系,而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范畴。

TCP为机器人系统控制点,出厂是默认位于最后一个运动轴或安装法兰的中心,安装工具后TCP点将发生改变。 (1)关节坐标系 在关节坐标系下,机器人各轴均可实现单独正向或反向运动。对大范围运动,且不要求TCP姿态的,可选择关节坐标系。 (2)直角坐标系(世界坐标系、大地坐标系) 机器人示教与编程时经常使用的坐标系之一,原点定义在机器人安装面与第一转动轴的交点处,X轴向前,Z轴向上,Y轴按右手法则确定。 直角坐标系原点 直角坐标系下的各轴动作

关于工业4.0智能制造信息及方案流程

关于工业4.0智能制造信息及方案流程 陈志成:中国人工智能学会基础专业委员会常务委员、中国通信学会云计算专家委员会委员、北京格分维科技有限公司总经理 我原来在高校工作了一段时间,是教师,担任计算机学科方面的负责人,现在创办一个公司,做人工智能方面的工作。我从学校出来,有一些背景因素,很多教授、院士,他们做了很多很好的理论研究,但是我们的产学研做的并不是想象中的那么好,企业很难把人工智能中比较超前的理论运用起来。很多老师聊天说,人工智能是不是要死亡了,是不是真的不行了,没有什么用途了,离我们生活太遥远了。我创办企业的想法,是希望将课本上的一些理论,变成日常生活当中可以用的一些产品,不管是小的产品也好,大的产品也好。也许这也是一种情怀,大家都想做一些事情,而我想做人工智能。 我的演讲分为四部分内容:第一,介绍工业4.0的本质,我认为工业4.0的本质是智能制造,目前对于工业4.0的理解各种各样,但是大体而言,还是依据德国的提法来理解。2011年至2013年,德国针对工业4.0给出了一些资料,总体思路还是智能制造的概念。前面说人工智能要死亡了,可是现在机会来了,人工智能可能会有大发展了。第二点介绍我们现在正在做的事情,就是制造企业的机联网,主要是指机器设备的联网,及其管理控制。第三点讲基于机联网之上的云计算服务,以及相关的研究课题。最后跟大家分享一个能源大数据系统的案例。 工业4.0的本质是智能制造 智能时代已经来临,五年之前,老师们在讨论人工智能怎么发展,原中国人工智能学会理事长钟义信老师、何华灿老师等也都在讨论。人类社会的发展经历了三个阶段,第一个阶段是农业社会,人类劳动工具以简单的镰刀、锄头为主。第二个阶段是工业社会,也就是动力机车时代,以蒸汽机、机床为代表的时代。第三个阶段是信息社会,网络时代到来了,电话、电灯、电视,现在的互联网、通信网,这就是目前的信息社会。 我们来看看前面三个时代,从研究者角度来分析,看看它的工具水平、研究的科学问题、及核心基础理论。材料时代主要是简单的材料加工,用树枝就可以获取到一些食物类的

工业机器人控制系统的组成完整版

工业机器人控制系统的 组成 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

工业机器人控制系统的组成 1、控制计算机:控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有32位、64位等如奔腾系列CPU以及其他类型CPU。 2、示教盒:示教机器人的工作轨迹和参数设定,以及所有人机交互操作,拥有自己独立的CPU以及存储单元,与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。 3、操作面板:由各种操作按键、状态指示灯构成,只完成基本功能操作。 4、硬盘和软盘存储存:储机器人工作程序的外围存储器。 5、数字和模拟量输入输出:各种状态和控制命令的输入或输出。 6、打印机接口:记录需要输出的各种信息。 7、传感器接口:用于信息的自动检测,实现机器人柔顺控制,一般为力觉、触觉和视觉传感器。 8、轴控制器:完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。 9、辅助设备控制:用于和机器人配合的辅助设备控制,如手爪变位器等。 10、通信接口:实现机器人和其他设备的信息交换,一般有串行接口、并行接口等。 11、网络接口1)Ethernet接口:可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信,数据传输速率高达10Mbit/s,可直接在PC上用windows库函数进行应用程序编程之后,支持TCP/IP通信协议,通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人

控制器中。2)Fieldbus接口:支持多种流行的现场总线规格,如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。 ?工业机器人控制系统分类 1、程序控制系统:给每一个自由度施加一定规律的控制作用,机器人就可实现要求的空间轨迹。 2、自适应控制系统:当外界条件变化时,为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善控制品质,其过程是基于操作机的状态和伺服误差的观察,再调整非线性模型的参数,一直到误差消失为止。这种系统的结构和参数能随时间和条件自动改变。 3、人工智能系统:事先无法编制运动程序,而是要求在运动过程中根据所获得的周围状态信息,实时确定控制作用。 4、点位式:要求机器人准确控制末端执行器的位姿,而与路径无关。 5、轨迹式:要求机器人按示教的轨迹和速度运动。

工业机器人常用电机驱动系统的分类与要求

工业机器人常用电机驱动系统的分类与要求 机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力,直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。 对工业机器人关节驱动的电动机,要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。特别是像机器人末端执行器(手爪)应采用体积、质量尽可能小的电动机,尤其是要求快速响应时,伺服电动机必须具有较高的可靠性和稳定性,并且具有较大的短时过载能力。这是伺服电动机在工业机器人中应用的先决条件。 一、机器人对关节驱动电机的主要要求规纳如下 1.快速性 电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。响应指令信号的时间愈短,电伺服系统的灵敏性愈高,快速响应性能愈好,一般是以伺服电动机的机电时间常数的大小来说明伺服电动机快速响应的性能。 2.起动转矩惯量比大 在驱动负载的情况下,要求机器人的伺服电动机的起动转矩大,转动惯量小。 3.控制特性的连续性和直线性,随着控制信号的变化,电动机的转速能连续变化,有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比。 4.调速范围宽。 能使用于1:1000~10000的调速范围。 5.体积小、质量小、轴向尺寸短。

6.能经受得起苛刻的运行条件,可进行十分频繁的正反向和加减速运行,并能在短时间内承受过载。 目前,由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用,一般负载1000N(相当100kgf)以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。所采用的关节驱动电动机主要是AC伺服电动机,步进电动机和DC伺服电动机。其中,交流伺服电动机、直流伺服电动机、直接驱动电动机(DD)均采用位置闭环控制,一般应用于高精度、高速度的机器人驱动系统中。步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动机由于采用电子换向,无换向火花,在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1~10kW。工业机器人驱动系统中所采用的电动机。 二、电机大致可细分为以下几种: 1.交流伺服电动机 包括同步型交流伺服电动机及反应式步进电动机等。 2.直流伺服电动机 包括小惯量永磁直流伺服电动机、印制绕组直流伺服电动机、大惯量永磁直流伺服电动机、空心杯电枢直流伺服电动机。 3.步进电动机 包括永磁感应步进电动机。 速度传感器多采用测速发电机和旋转变压器;位置传感器多用光电码盘和旋转变压器。近年来,国外机器人制造厂家已经在使用一种集光电码盘及旋转变压器功能为一体的混合式光电位置传感器,伺服电动机可与位置及速度检测器、制动器、减速机构组成伺服电动机驱动单元。

工业机器人及其控制系统的分类与特点详解

工业机器人及其控制系统的分类与特点详解 一、工业机器人的分类1. 按操作机坐标形式可分为: (1)直角坐标型工业机器人 其运动部分由三个相互垂直的直线移动(即PPP)组成,其工作空间图形为长方形。它在各个轴向的移动距离,可在各个坐标轴上直接读出,直观性强,易于位置和姿态的编程计算,定位精度高,控制无耦合,结构简单,但机体所占空间体积大,动作范围小,灵活性差,难与其他工业机器人协调工作。 (2)圆柱坐标型工业机器人 其运动形式是通过一个转动和两个移动组成的运动系统来实现的,其工作空间图形为圆柱,与直角坐标型工业机器人相比,在相同的工作空间条件下,机体所占体积小,而运动范围大,其位置精度仅次于直角坐标型机器人,难与其他工业机器人协调工作。 (3)球坐标型工业机器人 又称极坐标型工业机器人,其手臂的运动由两个转动和一个直线移动(即RRP,一个回转,一个俯仰和一个伸缩运动)所组成,其工作空间为一球体,它可以作上下俯仰动作并能抓取地面上或教低位置的协调工件,其位置精度高,位置误差与臂长成正比。 (4)多关节型工业机器人 又称回转坐标型工业机器人,这种工业机器人的手臂与人一体上肢类似,其前三个关节是回转副(即RRR),该工业机器人一般由立柱和大小臂组成,立柱与大臂见形成肩关节,大臂和小臂间形成肘关节,可使大臂做回转运动和俯仰摆动,小臂做仰俯摆动。其结构最紧凑,灵活性大,占地面积最小,能与其他工业机器人协调工作,但位置精度教低,有平衡问题,控制耦合,这种工业机器人应用越来越广泛。 (5)平面关节型工业机器人 它采用一个移动关节和两个回转关节(即PRR),移动关节实现上下运动,而两个回转关节则控制前后、左右运动。这种形式的工业机器人又称(SCARA(Seletive Compliance Assembly Robot Arm)装配机器人。在水平方向则具有柔顺性,而在垂直方向则有教大的刚

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