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工业机器人定义构成特点分类及其典型应用

发布时间:2020-02-14 22:09:42

工业机器人定义、构成、特点、分类及其典型应用

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。下面为大家介绍一下工业机器人定义、构成、特点、分类及其典型应用。

工业机器人定义

工业机器人是一种通过重复编程和自动控制,能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统,它结合制造主机或生产线,可以组成单机或多机自动化系统,在无人参与下,实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。

工业机器人构成

1、工业机器人系统的构成:

工业机器人机器人系统主要包括:机器人本体、控制柜、编程示教盒三部分,配件有控制柜与机械本体的电缆连线,包括:码盘电缆、动力电缆,还有为整个系统供电的电源电缆、变压器;

2、机器人本体(以六轴机器人为例):

本体设计有六个轴,可以进行6个维度的旋转,俗称六轴工业机器人,六轴的设计基本上可以满足我们在实际生产中所有维度的生产动作需求,所有你很少再听说有七轴、八轴工业机器人;

3、工业机器人控制柜:

工业机器人控制柜是整个工业机器人系统的大脑,工业机器人任何的动作将将有控制柜进行控制;工业机器人控制柜前面板上有控制柜电源开关、门锁以及各按钮/指示灯,示教盒悬挂在按钮下方的挂钩上,控制柜底部是互联电缆接口;

4、工业机器人示教器:

工业机器人示教器是一个人机交互设备。通过它操作者可以操作机器人运动、完成示教编程、实现对系统的设定、故障诊断等。

工业机器人特点

1、可编程

生产自动化的进一步发展是柔性启动化,工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

2、拟人化

工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑,此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等,传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

3、通用性

除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性,比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。

4、工业机器技术涉及的学科相当广泛,归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术,第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关,因此,机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。

工业机器人的分类及其典型应用

1、移动机器人(AGV)

移动机器人(AGV)是工业机器人的一种类型,它由计算机控制,具有移动、自动导航、多传感器控制、络交互等功能,它可广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、传输等功能,也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统(以AGV作为活动装配平台);同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输工具。

2、点焊机器人

随着汽车工业的发展,焊接生产线要求焊钳一体化,重量越来越大,165公斤点焊机器人是当前汽车焊接中最常用的一种机器人,2008年9月,机器人研究所研制完成国内首台165公斤级点焊机器人,并成功应用于奇瑞汽车焊接车间,2009年9月,经过优化和性能提升的第二台机器人完成并顺利通过验收,该机器人整体技术指标已经达到国外同类机器人水平。

3、弧焊机器人

弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产,在该领域,国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。关键技术包括:

①弧焊机器人系统优化集成技术:弧焊机器人采用交流伺服驱动技术以及高精度、高刚性的RV减速机和谐波减速器,具有良好的低速稳定性和高速动态响应,并可实现免维护功能;

②协调控制技术:控制多机器人及变位机协调运动,既能保持焊枪和工件的相对姿态以满足焊接工艺的要求,又能避免焊枪和工件的碰撞;

③精确焊缝轨迹跟踪技术:结合激光传感器和视觉传感器离线工作方式的优点,采用激光传感器实现焊接过程中的焊缝跟踪,提升焊接机器人对复杂工件进行焊接的柔性和适应性,结合视觉传感器离线观察获得焊缝跟踪的残余偏差,基于偏差统计获得补偿数据并进行机器人运动轨迹的修正,在各种工况下都能获得最佳的焊接质量。

4、激光加工机器人

激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工中,通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业,本系统通过示教盒进行操作,也可通过离线方式进行编程,该系统通过对加工工件的自动检测,产生加工件的模型,继而生成加工曲线,也可以利用CAD数据直接加工,可用于工件的激光表面处理、打孔、焊接和模具修复等,关键技术包括:

①激光加工机器人结构优化设计技术:采用大范围框架式本体结构,在增大作业范围的同时,保证机器人精度;

②机器人系统的误差补偿技术:针对一体化加工机器人工作空间大,精度高等要求,并结合其结构特点,采取非模型方法与基于模型方法相结合的混合机器人补偿方法,完成了几何参数误差和非几何参数误差的补偿;

③高精度机器人检测技术:将三坐标测量技术和机器人技术相结合,实现了机器人高精度测量;

④激光加工机器人专用语言实现技术:根据激光加工及机器人作业特点,完成激光加工机器人专用语言;

⑤络通讯和离线编程技术:具有串口、CAN等络通讯功能,实现对机器人生产线的监控和管理;并实现上位机对机器人的离线编程控制。

5、真空机器人 关键技术包括:

①真空机器人新构型设计技术:通过结构分析和优化设计,避开国际专利,设计新构型满足真空机器人对刚度和伸缩比的要求;

②大间隙真空直驱电机技术:涉及大间隙真空直接驱动电机和高洁净直驱电机开展电机理论分析、结构设计、制作工艺、电机材料表面处理、低速大转矩控制、小型多轴驱动器等方面;

③真空环境下的多轴精密轴系的设计,采用轴在轴中的设计方法,减小轴之间的不同心以及惯量不对称的问题;

④动态轨迹修正技术:通过传感器信息和机器人运动信息的融合,检测出晶圆与手指之间基准位置之间的偏移,通过动态修正运动轨迹,保证机器人准确地将晶圆从真空腔室中的一个工位传送到另一个工位;

⑤符合SEMI标准的真空机器人语言:根据真空机器人搬运要求、机器人作业特点及SEMI标准,完成真空机器人专用语言;

⑥可靠性系统工程技术:在IC制造中,设备故障会带来巨大的损失,根据半导体设备对MCBF的高要求,对各个部件的可靠性进行测试、评价和控制,提高机械手各个部件的可靠性,从而保证机械手满足IC制造的高要求。

以上是为大家介绍的工业机器人定义、构成、特点、分类及其典型应用。工业机器人最先大规模使用的区域将会出如今发达地区,随着产业转移的进行,发达地区的制造业需要提升,基於工人成本不断增长的现实,工业机器人的应用成为最好替代方式,未来我国工业机器人的大范围应用将会集中在广东、江苏、上海、北京等地,其工业机器人拥有量将占全国一半以上,当前,我国进口的工业机器人主要来自日本,但是随着诸如“机器人”类似的具有自有知识产权的企业不断出现,越来越多的工业机器人将会由中国制造。

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