工业机器人的组成及分类

工业机器人的组成及分类 工业机器人的组成及分类 1.工业机器人的组成 工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动机构及位置检测机构的等部分组成。 1.执行机构 执行机构是一种具有和人手脚相似动作功能的机械装置，又称操作机，有以下几个部分组成 1)手部 称抓取机构或夹持器，用于直接抓取工件或工具。若在手部安装专用工具，如焊枪、电钻、电动螺钉拧紧器等，就构成了专用的特殊手部。工业机器人手部有机械夹持式、真空吸附式、磁性吸附式等不同的结构形式。 2)腕部 接手部和手臂的部件，用以调整手部的姿态和方位。 3)臂部 撑手腕和手部的部件，由动力关节和连杆组成，用以承受工件或工具负荷。 4)机座与立柱 是支撑整个机器人的基础件，起到连结和支承的作用，控制机器人的活动范围和改变机器人的位置。 2.控制系统 控制系统是机器人的大脑，控制与支配机器人按给定的程序动作，并记忆人们示教的指令信息，如动作顺序、运动轨迹、运动速度等，可再现控制所存储的示教信息。 3.驱动系统 是机器人执行作业的动力源，按照控制系统发来的控制指令驱动执行机构完成规定的作业。常用的驱动系统有机械式、液压式、气动式以及电气驱动等不同的驱动形式。 (4)位置检测装置 通过附设的力、位移、触觉、视觉等不同的传感 器，检测机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制系统，以便执行机构以一定的精度和速度达到设定的位置。 2.工业机器人的分类 机器人分类方法很多，这里仅按机器人的系统功能、驱动方式以及机器人的结构形式进行分类。 (1)按系统功能分类 1)专用机器人:在固定地点以固定程序工作的机器人，其结构简单、工作对象单一、无独立控制系统、造价低廉，如附设在加工中心机床上的自动换刀机械手。 2)通用机器人:具有独立控制系统，通过改变控制程序能完成多种作业的机器人。其结构复杂，工作范围大，定位精度高，通用性强，适用于不断变换生产品种的柔性制造系统。 3)示教再现式机器人:具有记忆功能，在操作者的示教操作后，能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复重现示教作业。 4)智能机器人:采用计算机控制，具有视觉、听觉、触觉等多种感觉功能和识别功能的机器人，通过比较和识别，自主作出决策和，自动进行信息反馈，完成预定的动作。 (2)按驱动方式分类 1)气压传动机器人:以压缩空气作为动力源驱动执行机构运动的机器人，具有动作迅速、结构简单、成本低廉的特点，适用于高速轻载、高温和粉尘大的环境作业。 2)液压传动机器人:采用液压元器件驱动，具有负载能力强、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏的特点，适用于重载、低速驱动场合。 3)电气传动机器人:用交流或直流伺服电动机驱动的机器人，不需要中间转换机构，机械结构简单、响应速 度快、控制精度高，是近年来常用的机器人传动结构。 (3)按结构形式分 1)直角坐标型机器人:这类机器人的手部在空间由三个相互垂直的方向X、Y、Z上作移动运动，运动是独立的。其控制简单，运动直观性强，易达到高精度，定位精度高，但操作灵活性差，运动的速度较低，操作范围较小而占据的空间相对较大。 2)圆柱坐标型机器人:这类机器人在水平转台上装有立柱，其立柱安装在回转机座上，水平臂可以自由伸缩，并可沿立柱上下移动。其工作范围较大，运动速度较高，但随着水平臂沿水平方向伸长，其线位移分辨精度越来越低。 3)球坐标型机器人:也称极坐标型机器人，由回转机座、俯仰铰链和伸缩臂组成，具有两个旋转轴和一个平移轴。工作臂不仅可绕垂直轴旋转，还可绕水平轴作俯仰运动，且能沿手臂轴线作伸缩运动。其操作比圆柱坐标型更为灵活，并能扩大机器人的工作空间，但旋转关节反映在未端执行器上的线位移分辨率是一个变量。 4)关节型机器人: 这类机器人由多个关节联接的机座、大臂、小臂和手腕等构成，大小臂之间用铰链联接形成肘关节，大臂和立柱联接形成肩关节，大小臂既可在垂直于机座的平面内运动，也可实现绕垂直轴的转动。其操作灵活性最好，运动速度较高，操作范围大，但精度受手臂位姿的影响，实现高精度运动较困难。它能抓取靠近机座的物件，也能绕过机体和目标间的障碍物去抓取物件，具有较高的运动速度和极好的灵活 性，成为最通用的机器人。