工業(yè)機(jī)器人工作原理及其基本構(gòu)成

工業(yè)機(jī)器人工作原理及其基本構(gòu)成工業(yè)機(jī)器人工作原理現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的焊接機(jī)器人都屬于第一代工業(yè)機(jī)器人＼實(shí)現(xiàn)上述功能的主要工作原理，簡(jiǎn)述如下：（1)機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一臺(tái)通用的工業(yè)機(jī)器人,按其功能劃分，一般由3個(gè)相互關(guān)連的部分組成：機(jī)械手總成、控制器、示教系統(tǒng)，如圖1所示。圖1工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)將其全部信息送入控制器的存儲(chǔ)器中，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)專(zhuān)用的智能終端。（2)（如焊槍?zhuān)跈C(jī)器人操作時(shí)，機(jī)器人手臂前端的末端操作器必須與被加工工件處于相機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)中有兩個(gè)基本問(wèn)題。，。。。。gn（i）］',其中n為自由度。求末端操作器相對(duì)于參考坐標(biāo)系的位置和姿態(tài),稱(chēng)之為運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題.在機(jī)器人示教過(guò)程中。機(jī)器人控制器即逐點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題運(yùn)算.2）運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題的運(yùn)算都采用D-H法，這種方法采用4X4齊次變換矩陣來(lái)描述兩個(gè)相鄰剛體桿件的空間關(guān)系,把正問(wèn)題簡(jiǎn)化為尋求等價(jià)的4X4齊次變換矩陣。逆問(wèn)題的運(yùn)算可用幾種方法求解，最常用的是矩陣代數(shù)、迭代或幾何方法ob在此不作具體介紹，可參考文獻(xiàn)［1］。對(duì)于高速、高精度機(jī)器人，還必須建立動(dòng)力學(xué)模型，由于目前通用的工業(yè)機(jī)器人（包括焊接機(jī)器人）最大的運(yùn)動(dòng)速度都在3m／s內(nèi)，精度都不高于O.1mm,所以都只做簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)控制，動(dòng)力學(xué)的計(jì)算方法可參考文獻(xiàn)正［1～3]。（3)（包括，位置和姿態(tài)）徑，并沿時(shí)間軸產(chǎn)生一系列“控制設(shè)定點(diǎn)”，用于控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)。目前常用的軌跡規(guī)劃方法有關(guān)節(jié)變量空間關(guān)節(jié)插值法和笛卡爾空間規(guī)劃兩種方法。具體算法可參考文獻(xiàn)[1，4]。(4）目前工業(yè)機(jī)器人上采用的控制方法是把機(jī)械手上每一個(gè)關(guān)節(jié)都當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)的伺服機(jī)構(gòu)2外環(huán)提供位置誤差信號(hào)，內(nèi)環(huán)由模擬器件和補(bǔ)嘗器（具有衰減速度的微分反饋）一種比例積分微分控制方法（PID法).這種控制方法，只適用于目前速度、精度要求不［1］。圖2機(jī)械手伺服控制體系結(jié)構(gòu)(5）面向機(jī)器人的編程語(yǔ)言的主要特點(diǎn)是描述機(jī)器人的動(dòng)作序列，每一條語(yǔ)句大約相當(dāng)于機(jī)器人的一個(gè)動(dòng)作，整個(gè)程序控制機(jī)器入完種：1）專(zhuān)用的機(jī)器人語(yǔ)言如PUMA機(jī)器人的VAL語(yǔ)言是專(zhuān)用的機(jī)器人控制語(yǔ)言它的最新版本是VAL-I和V+ ·.AR—Basic和Intelledex公司的Robot—Basic語(yǔ)言，都是建立在BASIC語(yǔ)言上的。3）開(kāi)發(fā)一種新的通用語(yǔ)言加上機(jī)器人子程序庫(kù)。如IBM公司開(kāi)發(fā)的AML機(jī)器人語(yǔ)言。面向任務(wù)的機(jī)器人編程語(yǔ)言允許用戶(hù)發(fā)出直接命令，以控制機(jī)器人去完成一個(gè)具體的任務(wù)，而不需要說(shuō)明機(jī)器人需要采取的每一個(gè)動(dòng)作的細(xì)節(jié)。如美國(guó)的RCCL機(jī)器