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系统地谈谈工业机器人技术
发布时间:2019-09-28        浏览次数:3        返回列表

对于一个国家来说,发展的核心在于工业,而机器人自动化是发展工业的关键。实现工业机器人自动化对工业发展极为有利。尽管现阶段我国进一步加大了对工业机器人自动化控制研究的投入力度,然而自动化控制领域在工业机器人技术应用方面仍存在很多问题,一方面对我国工业机器人技术的发展造成严重阻碍,另一方面还会直接影响到工业自动化生产,对工业发展有很大的限制作用。

 

常言道:工欲善其事,必先利其器。提升工业机器人技术,有助于我国工业的迅猛发展。


 



工业机器人控制系统的结构和功能

 

01

工业机器人控制系统的结构

 

工业机器人的组成部分包括主体、驱动系统以及控制系统3部分,其中主体分为手部、臂部、腕部,手部自由度有4~7个,腕部自由度有2~3个,臂部自由度有4~5个。驱动系统则主要包括传动装置与动力机构,控制系统主要是控制驱动系统与操作系统。


 

工业机器人控制系统的结构包括5个方面的内容:


 

1)从根本上说,机器人控制和动力学、机构力学相关性较为密切,不同坐标下能够精准描述机器人手足状态,应该依照具体需要选择参考坐标系,并实现坐标变换;


 

2)就算是*为简单的机器人,同样需装配3~5个自由度,而复杂机器人的自由度则达几十个,各自由度有一个协调伺服机构,以形成多变量控制系统;


 

3)通过计算机协调控制独立伺服系统,确保机器人能够遵循人的意志行动,并且可赋予机器人相应工作内容;


 

4)对机器人运动状态进行描述的是非线性数学模型,在外力与状态的不断变化中,机器人的参数也会发生改变,且不同变量间也存在耦合,所以仅用位置闭环往往无法达到目的,还应该选择加速度或者速度闭环;


 

5)一般采用不同路径与方式完成机器人动作,所以会存在“*优化”问题。可通过人工智能方法操控高级机器人,通过计算机创建放大信息库,通过信息库实现控制决策、操作以及管理的目的。


 



02  工业机器人控制系统的功能

 

对于工业机器人控制系统的功能,主要表现为:


 

1)运动控制功能。可有效控制机器人末端操控设备的速度、位姿以及加速度等诸多项目;


 

2)示教再现功能。工业机器人控制系统可通过手把手或者示教盒实现示教功能,通过一定方法将运动速度、动作顺序以及位置等相关信息教给机器人,通过机器人记忆装置在存储器中自动记录所教操作过程,需再现操作时,只需要对存储器内容进行重放即可达到目的。


 

工业机器人技术的控制方式

 

 



 

 

 

01

连续轨迹控制

 

连续轨迹控制其实就是连续控制工业机器人末端的执行器,确保机器人可连续完成操作步骤,从而达到工作平稳、精准的目的,连续轨迹控制可有效调整机器人操作顺序与速度,以确保机器人可精准完成人类所提出的要求。


 


 

02点位控制

 

 

 

点位控制方式仅是控制工业机器人的末端执行器,关键是控制机器人的位置,通过点位控制机器人,确保机器人能够在相应位置精准、快速地完成指定操作任务,然而,工业机器人不会控制已经完成操作的相关运动轨迹。


 

03力控制

 

工业机器人的力控制,其实就是控制操作过程中机器人的用力程度,通常有些实际操作对象相对较为脆弱,为避免产品出现损坏,需要机器人在实际操作过程中有效控制执行力气,因此就必须实现力量的精准控制,以顺利完成规定的操作任务。


 


 

04智能控制

 

目前,现代机器人控制的方式主要就是智能控制,尤其是现今数字技术迅猛发展,智能设备已普遍融入大众生活,所谓智能控制,其实就是利用传感器收集周边信息,按照机器人设备中所存储的知识解决相关问题,机器人就可在必要情况下及时解决问题。

 


工业机器人技术的应用

 

 

 

工业机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,像视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有传感器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段。这里指的就是筋肉,或称自整步电动机,它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。自动化控制领域中对工业机器人技术应用的范围比较广,主要包括以下几种类型。

 

01

焊接机器人

 

机器人在很多焊接领域均有所涉及,然而此处的焊接机器人技术主要是在汽车生产中应用,汽车生产工作需要较大的焊接机器人,如果由人工完成就需要消耗大量的人力物力,而利用焊接机器人工作就不需要考虑物料重量的问题,所以汽车生产中应用焊接机器人,有助于汽车生产工作的安全、迅速完成。

 


 

02装配机器人

 

因为装配操作任务较为烦琐,所以对工业机器人的要求比较高,装配机器人体内装配有视觉传感器、接触传感器等大量传感设备,其目的在于确保工业机器人可以精准感知操作对象,同时做出更为精准地判断,以确保装配工作准确完成。其不仅为任务完成质量提供保障,同时还有助于提升任务完成效率。而且机器人具有固定化特征,无须数次尝试,有利于节约工作时间。


 


03材料搬运机器人

 

搬运材料需消耗较大力气,尤其是对重量过大的物品,人力通常无法完成,此时就需要具有较大力量的机器人完成这项工作,此时的机器人工作主要是码垛、上下垛、抓取零件和卸货等定向操作。


 



 


 

04检测机器人

 


在工业化生产中,监测机器人的主要工作任务是检查所生产产品和零件是否合格。既可测量零件尺寸,对其合乎标准与否进行判断,也可测量零件质量,检查质量与标准是否相符。总而言之就是监测所生产的产品与零件,以确保生产的精准性。除此之外,机器人监测的精准度明显高于人类,人类检测有出现小失误的可能性,而机器人则能达到零失误。


 


05 喷涂机器人

 

喷涂机器人大多在三维喷涂喷漆工业生产中应用,在三维表面喷涂喷漆工作中,需要5个以上的自由角度,如果选择人工喷涂,往往需要不停更换设备位置,因此就会增加额外工作量,影响工作效率,而选择喷涂机器人则有助于节约工作时间,提升三维喷涂喷漆效率,能够充分显现工业机器人的优势。


 

结语

 


该文系统地介绍了自动化生产中应用工业机器人技术的控制方式、控制系统等内容,尽管目前生活中还未普及机器人技术,但是,人们已意识到机器人在工业生产中的优势,而且其应用范围极为广泛,无论是工业生产还是日常生活都可由机器人代替完成,由此可见机器人技术的重要性。

 

机器人技术是现代应用广泛、研究活跃的一门技术,机器人技术的应用是评判一个国家工业化水平的标志之一。自动化生产中工业机器人技术应用较为普遍,为工业生产提供更多好处,所以,未来应进一步发展工业机器人技术,相信通过科学家们的共同努力,未来工业机器人技术能够得到更好发展。



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