原文标题:工业机器人组成集成:工业机器人有哪几个子系统组成?
机器人是一个在三维空间具有较多自由度的,并能实现诸多拟人动作和功能的机器:而工业机器人则是在工业生产上应用的机器人。根据ISO8373定义:工业机器人是指在工业自动化中使用的,固定式或移动式,具有三轴及以上可重复编程、多用途的自动控制操作机。按照机械结构,工业机器人可分为直角坐标型、圆柱坐标型、球面坐标型、垂直多关节型、SCARA型(平面多关节机器人)及Delta型(并联关节机器人)
图:直角坐标式机器人和并联机器人 图:多关节型机器人和SCARA机器人
控制系统:类似于人体大脑,负责输入信息的处理及向驱动系统传输运动信息
动力系统:接收控制系统指令,驱动机器人机身、手臂及等机械结构完成指定运动
机械结构系统:相当于人体的骨架,包囊各子系统,整体承载并实际完成作业
控制系统:类似于人体大脑,负责输入信息的处理及向驱动系统传输运动信息
嵌入式运动控制系统是主流:基于核的微控制器移动性能好、功耗低、可靠性高、实时性强
嵌入式控制系统架构一般基于ARM处理器、DSP处理器及FPGA(单一或组合形式)
图:基于上述架构的机器人控制系统
动力系统:主要由驱动系统(心脏,亦称伺服系统)及传动系统(肌肉、筋络)组成
完整的伺服系统囊括伺服驱动器、伺服电机和编码器三个重要部件
传动系统核心零部件:减速电机、滚珠丝杆、齿形带、减速器
工业机器人动力系统划分:
伺服系统 | 传动系统 | |
功能 | 把输出量以一定准确度跟随输入量的变化而变化的自动控制系统 | 长距离传递动力源、将伺服电机输出角位移转变成机械结构线位移 |
核心零部件 | 伺服驱动器、伺服电机、编码器 | 减速电机、滚珠丝杆、齿形带、减速器 |
核心零部件介绍 | 驱动器是驱动伺服电机运转的信号传递单元 | 线位移机械(直角坐标机器人),通常配套减速电机 |
编码器,是反馈元件,相当于标尺 | 对于角位移机械(关节型机器人),精密减速器是其减速增矩的核心零部件。 |
机械结构系统是工业机器人骨架
机械结构系统:机器人的机械结构类似人体,通常可划分为腰部、臂部及腕部结构。
腰部结构 | 臂部结构 | 腕部结构 | |
简介 | 腰部结构包括机座和腰关节 | 连结腰部和腕部结构,实现空间操作机在空间的运动 | 连接操作机手臂与末端执行器,并决定末端执行器在空间的姿态 |
特征 |
腰关节是负载最大的运动轴,对末端执行 器运动精度影响最大,设计精度要求高。 |
臂部结构一般选用高强度轻质材料,满足运动刚度需求、减轻质量尽量灵活 | 腕部具有2-3个自由度,各运动轴采用分离传动,整体结构紧凑 |
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