官术网_书友最值得收藏!

1.1 工業(yè)機(jī)器人概述

工業(yè)機(jī)器人在出廠的時(shí)候一般由機(jī)器人本體、機(jī)器人控制柜和機(jī)器人示教器組成。機(jī)器人本體又稱為機(jī)械臂,是機(jī)器人各種動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的操縱機(jī)構(gòu);機(jī)器人本體在出廠的時(shí)候一般不安裝手爪,手爪是用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)行設(shè)計(jì)并安裝使用的。機(jī)器人控制柜用來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的動(dòng)作及控制其工作流程。機(jī)器人示教器也稱為示教盒,用來手動(dòng)操縱機(jī)器人,配置機(jī)器人參數(shù),在線編輯、調(diào)試和運(yùn)行機(jī)器人程序。

工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)一般由一系列連桿、關(guān)節(jié)或其他形式的運(yùn)動(dòng)副所組成,如圖1-1所示。機(jī)械系統(tǒng)通常包括基座、立柱、腰關(guān)節(jié)、臂關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)和手爪等,構(gòu)成一個(gè)多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置,它能自動(dòng)執(zhí)行工作,是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮,也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行。

圖1-1 工業(yè)機(jī)器人

1.1.1 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)指標(biāo)

1.自由度

自由度是指機(jī)器人機(jī)構(gòu)能夠獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)數(shù)目,是衡量機(jī)器人動(dòng)作靈活性的重要指標(biāo),可用軸的直線移動(dòng)、擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的數(shù)目來表示。

工業(yè)機(jī)器人的多自由度最終用于改變末端在三維空間中的位姿。以通用的6自由度工業(yè)機(jī)器人為例,由第1~3軸驅(qū)動(dòng)的3個(gè)自由度用于調(diào)整末端執(zhí)行器的空間定位,由第4~6軸驅(qū)動(dòng)的3個(gè)自由度用于調(diào)整末端執(zhí)行器的空間姿態(tài),如圖1-2所示。

圖1-2 工業(yè)機(jī)器人自由度

2.工作范圍

工作范圍是指機(jī)器人在未安裝末端執(zhí)行器時(shí),其手腕參考點(diǎn)所能到達(dá)的空間。工作范圍是衡量機(jī)器人作業(yè)能力的重要指標(biāo),工作范圍越大,機(jī)器人的作業(yè)區(qū)域也就越大。

工作范圍的大小取決于各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的極限范圍,不僅與機(jī)器人各構(gòu)件尺寸有關(guān),還與它的總體構(gòu)形有關(guān)。在工作空間內(nèi)不僅要考慮各構(gòu)件自身的干涉,還要防止構(gòu)件與作業(yè)環(huán)境發(fā)生碰撞。因此,工作范圍的定義應(yīng)剔除機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中可能產(chǎn)生自身碰撞的干涉區(qū),實(shí)際工作范圍還應(yīng)剔除末端執(zhí)行器碰撞的干涉區(qū)。

如圖1-3所示,藍(lán)線內(nèi)部為機(jī)器人的工作空間,展示了工業(yè)機(jī)器人的最高、最低、最遠(yuǎn)和最近工作范圍。

3.最大工作速度

最大工作速度是指機(jī)器人在空載、穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)所能夠達(dá)到的最大穩(wěn)定速度,或者末端最大的合成速度。運(yùn)動(dòng)速度決定了機(jī)器人的工作效率,它是反映機(jī)器人性能水平的重要參數(shù)。

圖1-3 工業(yè)機(jī)器人工作范圍

4.定位精度

機(jī)器人的定位精度是指機(jī)器人定位時(shí),末端執(zhí)行器實(shí)際到達(dá)的位置和目標(biāo)位置間的誤差值,它是衡量機(jī)器人作業(yè)性能的重要技術(shù)指標(biāo)。機(jī)器人樣本和說明書中所提供的定位精度一般是各坐標(biāo)軸的重復(fù)定位精度(Position Repeatability),在部分產(chǎn)品上還提供了軌跡重復(fù)精度(Path Repeatability)。

5.承載能力

承載能力(Payload)是指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)任意位姿所能承受的最大質(zhì)量,其不僅取決于負(fù)載的質(zhì)量,還與機(jī)器人在運(yùn)行時(shí)的速度與加速度有關(guān)。它一般用質(zhì)量、搬運(yùn)、裝配、轉(zhuǎn)矩等技術(shù)參數(shù)表示。對(duì)專用機(jī)械手來說,其承載能力主要根據(jù)被抓取物體的質(zhì)量來定,其安全系數(shù)一般可在1.5~3.0之間選取。

為了能夠準(zhǔn)確反映負(fù)載重心的變化情況,機(jī)器人承載能力有時(shí)也可用允許轉(zhuǎn)矩(Allowable Moment)的形式表示,或者通過機(jī)器人承載能力隨負(fù)載重心位置變化圖來詳細(xì)表示承載能力參數(shù)。

1.1.2 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用行業(yè)

工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化成套裝備是生產(chǎn)過程的關(guān)鍵設(shè)備,可用于制造、安裝、檢測(cè)、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié),并廣泛應(yīng)用于汽車整車及汽車零部件、工程機(jī)械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè),應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

1.汽車行業(yè)

在我國,50%的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車制造業(yè),其中50%以上為焊接機(jī)器人;在發(fā)達(dá)國家,汽車工業(yè)機(jī)器人占機(jī)器人總保有量的53%以上。

中國正由制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn),需要提升加工手段,提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,這一切都預(yù)示機(jī)器人的發(fā)展前景巨大。

2.電子電氣行業(yè)

工業(yè)機(jī)器人在電子電氣行業(yè)的應(yīng)用較普遍。例如,在手機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域,分揀裝箱、撕膜系統(tǒng)、激光塑料焊接、高速四軸碼垛機(jī)器人等,適用于觸摸屏檢測(cè)、擦洗、貼膜等一系列流程的自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用。

電子行業(yè)機(jī)器人由國內(nèi)生產(chǎn)商根據(jù)電子生產(chǎn)行業(yè)需求所特制,小型化、簡(jiǎn)單化的特性實(shí)現(xiàn)了電子組裝高精度、高效的生產(chǎn),滿足了電子組裝加工設(shè)備日益精細(xì)化的需求,而自動(dòng)化加工更是大大提升了生產(chǎn)效益。

3.橡膠及塑料工業(yè)

塑料工業(yè)合作緊密而且專業(yè)化程度高,塑料的生產(chǎn)、加工和機(jī)械制造緊密相連。要躋身塑料工業(yè)需符合極為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)機(jī)器人來說,它不僅是凈室環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)下的最佳生產(chǎn)工具,而且可在注塑機(jī)旁完成高強(qiáng)度作業(yè)。即使在高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)環(huán)境下,它也能可靠地提高各種工藝的經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)闄C(jī)器人掌握了一系列操作、拾放和精加工作業(yè)。

4.鑄造行業(yè)

在極端的工作環(huán)境下進(jìn)行多班作業(yè)——鑄造領(lǐng)域的作業(yè)使工人和機(jī)器承受沉重負(fù)擔(dān)。機(jī)器人以其模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、靈活的控制系統(tǒng)、專用的應(yīng)用軟件能夠滿足鑄造行業(yè)整個(gè)自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域的最高要求。它不僅防水,而且耐臟、抗熱,甚至可以直接在注塑機(jī)旁、內(nèi)部和上方用于取出工件。此外,它還可以可靠地將工藝單元和生產(chǎn)單元連接起來。另外,在去毛邊、磨削或鉆孔等精加工作業(yè)以及進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)方面,機(jī)器人也表現(xiàn)非凡。

5.食品行業(yè)

目前人們已經(jīng)開發(fā)出的食品工業(yè)機(jī)器人有包裝罐頭機(jī)器人、自動(dòng)午餐機(jī)器人和切割牛肉機(jī)器人等。

切割牛肉機(jī)器人將要加工的牛的肢體與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的牛肢體的切割信息進(jìn)行比較來加工每一頭牛,這樣就可以順著每次切割所定的初始路線方向來確定刀的起點(diǎn)和終點(diǎn),然后用機(jī)器人驅(qū)動(dòng)刀切入牛的身體里面。傳感器系統(tǒng)監(jiān)視切割時(shí)所用力的大小,來確定刀是否是在切割骨頭,同時(shí)把信息反饋給機(jī)器人控制系統(tǒng),以控制刀片只順著骨頭的輪廓移動(dòng),從而避免損壞刀片。

6.化工行業(yè)

目前應(yīng)用于化工行業(yè)的潔凈機(jī)器人及其自動(dòng)化設(shè)備主要有大氣機(jī)械手、真空機(jī)械手、潔凈鍍膜機(jī)械手、潔凈AGV/RGV及潔凈物流自動(dòng)傳輸系統(tǒng)等。很多現(xiàn)代化工業(yè)品生產(chǎn)要求精密化、微型化,高純度、高質(zhì)量和高可靠性,在產(chǎn)品的生產(chǎn)中要求有一個(gè)潔凈的環(huán)境,潔凈度的高低直接影響產(chǎn)品的合格率,潔凈技術(shù)就是隨著產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)潔凈生產(chǎn)環(huán)境污染物的控制要求、控制方法以及控制設(shè)施的日益嚴(yán)格而不斷發(fā)展的。

7.家電行業(yè)

使用機(jī)器人可以更經(jīng)濟(jì)有效地完成白色家電生產(chǎn)、加工、搬運(yùn)、測(cè)量和檢驗(yàn)工作。因其具有較高的生產(chǎn)率、重復(fù)性的高精確度、很高的可靠性以及光學(xué)和觸覺性能,機(jī)器人幾乎可以運(yùn)用到家用電器生產(chǎn)工藝流程的所有方面。

主站蜘蛛池模板: 库车县| 固安县| 襄垣县| 宿迁市| 兖州市| 卓资县| 哈巴河县| 漠河县| 临武县| 松潘县| 介休市| 梅河口市| 兴海县| 石河子市| 潜山县| 梅州市| 浙江省| 清原| 若尔盖县| 萨嘎县| 莱州市| 克东县| 姚安县| 枝江市| 陇川县| 达拉特旗| 南充市| 石门县| 宁晋县| 南靖县| 乡宁县| 武陟县| 中超| 绩溪县| 祥云县| 徐闻县| 汽车| 东莞市| 甘孜县| 兴宁市| 安吉县|