工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成和分類詳解

工業(yè)機(jī)器人是廣泛用于工業(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，具有一定的自動(dòng)性，可依靠自身的動(dòng)力能源和控制能力實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于電子、物流和化工等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域之中。1、工業(yè)機(jī)器人構(gòu)成工業(yè)機(jī)器人主要由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成主體——即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3~6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，其中腕部通常有1~3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)——包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，核心為減速器以及伺服電機(jī)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；控制系統(tǒng)——是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)器人拆解圖2、工業(yè)機(jī)器人分類關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的分類，國(guó)際上沒有指定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可按負(fù)載重量、控制方式、自由度、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域等劃分。按照結(jié)構(gòu)形態(tài)分類如下：按照應(yīng)用分類如下：3、工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要是由機(jī)器人零部件生產(chǎn)企業(yè)、機(jī)器人本體生產(chǎn)企業(yè)、代理商、系統(tǒng)集成商和最終用戶構(gòu)成。本體是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的核心，通常，本體企業(yè)設(shè)計(jì)本體、編寫軟件，采購(gòu)?fù)ㄟ^(guò)代理商銷售給系統(tǒng)集成商，系統(tǒng)集成商直接面向終端客戶。有的本體企業(yè)和代理商也會(huì)兼做系統(tǒng)集成商。從企業(yè)來(lái)看，ABB、發(fā)那科（FANUC）、庫(kù)卡（KUKA）和安川電機(jī)（YASKAWA）這四家企業(yè)是工業(yè)機(jī)器人的四大家族，成為世界主要的工業(yè)機(jī)器人供貨商，占據(jù)世界約50%的市場(chǎng)份額。4、工業(yè)機(jī)器人工作原理

機(jī)器人的工作原理是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。簡(jiǎn)單地說(shuō)，機(jī)器人的原理就是模仿人的各種肢體動(dòng)作、思維方式和控制決策能力。從控制的角度，機(jī)器人可以通過(guò)如下四種方式來(lái)達(dá)到這一目標(biāo)。“示教再現(xiàn)”方式：它通過(guò)“示教盒”或人“手把手”兩種方式教機(jī)械手如何動(dòng)作，控制器將示教過(guò)程記憶下來(lái)，然后機(jī)器人就按照記憶周而復(fù)始地重復(fù)示教動(dòng)作，如噴涂機(jī)器人。“可編程控制”方式：工作人員事先根據(jù)機(jī)器人的工作任務(wù)和運(yùn)動(dòng)軌跡編制控制程序，然后將控制程序輸入給機(jī)器人的控制器，起動(dòng)控制程序，機(jī)器人就按照程序所規(guī)定的動(dòng)作一步一步地去完成，如果任務(wù)變更，只要修改或重新編寫控制程序，非常靈活方便。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人都是按照前兩種方式工作的?！斑b控”方式：由人用有線或無(wú)線遙控器控制機(jī)器人在人難以到達(dá)或危險(xiǎn)的場(chǎng)所完成某項(xiàng)任務(wù)。如防暴排險(xiǎn)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、在有核輻射和化學(xué)污染環(huán)境工作的機(jī)器人等?！白灾骺刂啤狈绞剑菏菣C(jī)器人控制中最高級(jí)、最復(fù)雜的控制方式，它要求機(jī)器人在復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中具有識(shí)別環(huán)境和自主決策能力，也就是要具有人的某些智能行為。以六軸垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人為例（如下圖），通過(guò)機(jī)器人控制器及其控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)S軸回旋，L軸下臂傾動(dòng)，U軸上臂傾動(dòng)，R軸手臂橫擺，B軸手腕俯仰以及T軸的手腕回旋，實(shí)現(xiàn)六個(gè)軸的動(dòng)作操作與配合。如采用集中式控制系統(tǒng)，其控制原理將如下圖所示：而如果采用分布式控制系統(tǒng)，其控制原理又將如下圖所示：5、工業(yè)機(jī)器人廠商面臨的一些問題隨著工業(yè)制造業(yè)不斷的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以及各種新技術(shù)的涌現(xiàn)，