直线机

知识点工业机器人基本构成及分类

发布时间:2024/9/19 14:12:22   

工业机器人的定义是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。工业机器人可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

工业机器人基本组成

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。

主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。

控制系统用来发出指令和执行指令,相当于人类的大脑。

驱动系统通过接收指令来行走和工作,相当于人的手和脚。

工业机器人的分类

按关节坐标形式分类

直角坐标机器人(PPP)

这一类机器人其手部空间位置的改变通过沿三个互相垂直的轴线的移动来实现,即沿着X轴的纵向移动,沿着Y轴的横向移动及沿着Z轴的升降。

特点:该形式机器人的位置精度高,控制无耦合、简单,避障性好,但结构较庞大,动作范围小,灵活性差,难与其他机器人协调;移动轴的结构较复杂,且占地面积较大。

圆柱坐标机器人(RPP)

这种机器人通过两个移动和—个转动实现手部空间位置的改变。

特点:圆柱坐标型机器人的位置精度仅次于直角坐标型,控制简单,避障性好,但结构也较庞大,难与其他机器人协调工作,两个移动轴的设计较复杂。

球坐标机器人(RRP)

球坐标机器人采用球坐标系,用一个滑动关节和两个旋转关节来确定部件的位置,再用一个附加的旋转关节确定部件的姿态。

特点:可以绕中心轴旋转,中心架附近的工作范围大,两个转动驱动装置容易密封,覆盖空间较大。但该坐标复杂,难于控制,且直线驱动装置仍存在密封和工作死区问题。球坐标机器人的工作范围呈球缺状。

关节机器人(RRR)

关节机器人的关节全部都是旋转的,类似于人的手臂,主要由立柱、前臂和后臂组成。

特点:其结构最紧凑,灵活性大,占地面积最小,工作空间最大,能与其他机器人协调工作,避障性好,但位置精度较低,有平衡问题,控制存在耦合,故比较复杂,这种机器人目前应用得最多。

此外,还可按照关节机器人的工作性质分类,如搬运机器人、码垛机器人、焊接机器人、喷漆机器人、激光切割机器人等。

按机器人轴数分类

传统六关节

六轴机器人具有6个串联旋转关节,传统六关节机器人分为通用型六关节机器人和专用型六关节机器人。

七轴机器人

又称为冗余度机器人。相比六轴机器人,额外的轴允许机器人躲避某些特定的目标,便于末端执行器到达特定的位置,更加灵活的适应某些特殊工作环境。

协作机器人

简称cobot或co-robot,是能够安全地与人类进行直接交互/接触的机器人。协作机器人可以把机器人的精确和重复性能和人类独特的技巧与能力结合起来,人类擅长解决不精确和模糊的问题,机器人则在精度、力量和耐久性上占优势。

四轴/SCARA机器人

四轴机器人是指“选择性装配关节机器臂”,四轴机器人的手臂部分可以在一个几何平面内自由移动,即X、Y、Z方向的平动自由度和绕Z轴方向的转动自由度。

Delta并联机器人

Delta机器人属于高速、轻载的并联机器人,一般通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体,由三个并联的伺服轴确定抓具中心(TCP)的空间位置,实现目标物体的运输,加工等操作。

按控制系统分类

按有无反馈分类:

分为开环控制、闭环控制

按期望控制量分类:

分为力控制、位置控制、混合控制

力控制分为:直接力控制、阻抗控制、力位混合控制

位置控制分为:单关节位置控制(位置反馈、位置速度反馈、位置速度加速度反馈),多关节位置控制(分解运动控制、集中控制)

按智能化的控制:

分为模糊控制、自适应控制、最优控制、神经网络控制、模糊神经网络控制、专家控制



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