1. 工业机器人关节的定义
1、点位控制方式(PTP)
点位控制在机电一体化领域和机器人行业有及其广泛的应用,机械制造业中的数控机床对零件轮廓的跟踪,工业机器人的指端轨迹控制和行走机器人的路径跟踪等都是点位控制系统的典型应用。
在控制时,要求工业机器人能够快速、准确地在相邻各点之间运动,对达到目标点的运动轨迹则不作任何规定。
定位精度和运动所需的时间是这种控制方式的两个主要技术指标。这种控制方式具有实现容易、定位精度要求不高的特点,因此,常被应用在上下料、搬运、点焊和在电路板上安插元件等只要求目标点处保持末端执行器位姿准确的作业中。这种方式比较简单,但是要达到2~3um的定位精度是相当困难的。
点位控制系统实际上也是一种位置伺服系统,它们的基本结构与组成基本上是相同的,只不过侧重点不同而已,它们的控制复杂程度也各有千秋;按反馈方式来分,可以分为闭环系统、半闭环系统与开环系统。
2、连续轨迹控制方式(CP)
PTP点位控制下,始末速度为0,期间可以有各种的速度规划方式。
CP控制是对工业机器人末端执行器在作业空间中的位姿进行连续的控制,中间点的速度不为0,连贯运动,通过速度前瞻的方式获得每个点的速度大小。一般连续轨迹控制主要都用到了速度前瞻的方法:前向速度限制、转角速度限制、回溯速度限制、最大速度限制、轮廓误差速度限制。
这种控制方式要求其严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动,而且速度可控、轨迹光滑、运动平稳,以完成作业任务。
工业机器人各关节连续、同步地进行相应的运动,其末端执行器即可形成连续的轨迹。这种控制方式的主要技术指标是工业机器人末端执行器位 姿的轨迹跟踪精度及平稳性,通常弧焊、喷漆、去毛边和检测作业机器人都采用这种控制方式。
3、力(力矩)控制方式
随着机器人应用边界的不断拓宽,单单靠视觉赋能已经满足不了复杂的实际应用,此时就必须引入力/力矩控制输出量,或者将力/力矩作为闭环反馈量引入控制。
在进行装配、抓放物体等工作时,除了要求准确定位之外,还要求所使用的力或力矩必须合适,这时必须要使用(力矩)伺服方式。这种控制方式的原理与位置伺服控制原理基本相同,只不过输入量和反馈量不是位置信号,而是力(力矩)信号,所以该系统中必须有力(力矩)传感器。有时也利用接近、滑动等传感功能进行自适应式控制。
由于机械臂和工作面的接触常常是未知的复杂曲面,因而这种力/力矩的感知,还应具备多维能力。
4、智能控制方式
机器人的智能控制是具有智能信息处理和智能信息反馈以及智能控制决策的控制方式,通过传感器(如摄像机、图像传感器、超声波传成器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件)获得周围环境的知识,并根据自身内部的知识库作出相应的决策
2. 工业机器人的6个关节名称
工业机器人属于机械行业和高端装备制造行业。
工业机器人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。它可以接受人类指挥,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。
3. 工业机器人关节的定义是什么
想知道什么是工业机器人,就要先知道工业机器人的发展历程,这样更为方便的理解工业机器人出现的原因,以及现在的工业机器人为啥是这个外观形态?
1930-1960年代
伴随伺服系统技术,以及计算机技术在美国产生,美国科学领域的研究人员开始着手在机械手方面研发。(看清楚了啊,美国的伺服技术确实发展很早)
第一台真正意义上的工业机器人,是在计算发展起来后出现。在1959年之前,有很长时间的发展历程,第一台机器人的制造是美国人恩格尔伯格,制造的第一台五轴机器人,应用于压铸领域。
(五轴机器人应用)
第一机器人其实已经采用了计算机控制,同时也使用了分离式固体数控元件,在没有磁盘的年代采用的装有存储信息的磁鼓,能够记忆完成180个工作步骤。
1960年也被称为机器人的元年。
1960-1980年代:工业机器人逐步进入汽车行业
第一台机器人发展后,恩格尔伯格以及合伙人的Unimation公司逐步上了正轨,但是在工业机器人渐渐有起色的时候,这兄弟把公司给卖了。
1973年,现代意义上的关节机器人开始出现。这时候的工业机器人的驱动已经变成电驱动,采用电机驱动。
左边是1973年IRB-6六轴机器人,这是现代工业机器人的基础模型,后期的不少产品都有借鉴这个机器人的影子。
右图是scara机器人的原型,1978年日本Hitata公司制造出第一台scara机器人,scara机器人的原理和模型是日本在电子产业发展中发展起来的。
基于这几大类,基本上奠定了工业机器人的主要机器人类型。
1980年后的工业机器人市场是日本人的天下。
1973年,仍然还是富士通公司的稻叶清右引入美国的伺服电机技术,率先应用在当时的加工中心里面。
而后,开始主导开发工业机器人,1974年FANUC机器人公司建立,并与1976年推向市场。
真正让fanuc发展最快的是其同美国GE合资进入美国,并且快速的占领美国数控系统市场,同时也将工业机器人打入了美国汽车厂商内部。
fanuc专利申请量变化曲线
日本机器人的销量变化趋势。
日本机器人的发展基本奠定了,全球早起机器人发展的模式以及格局。
1985年,工业机器人开始应用在汽车焊装线上面,这一应用,让工业机器人发展得到了腾飞,整个焊装线容纳了工业机器人50%以上的产量。
1989年,SONY第一次将将scara机器人应用于VCR装配线上面。
从以上机器人的基本发展历程,大体上就能够理解机器人的出现,以及机器人形态,包括机器人出现的原因了。
那么下面就是比较枯燥的,机器人基本形态构成了。
形成了通用机器人+细分行业应用机器人的模式。
各个种类机器人:
在不断的发展和探索中,最后形成了,四轴,六轴,scara,delta这几大机器人类型。
这种依靠控制系统进行运动控制,使用伺服电机作为驱动的机械手臂结构,就是工业机器人机构。
机器人基本构成是由:
工业机器人一个关节,叫一个轴:
机器人结构爆炸图
怎么定义工业机器人呢?
具备的特点是:用工程的方法实现人体所持有的动作功能,以完成这些功能所必要的智能。
说白了就是机器人可以编程,可以重复使用,一台机器人可以应用在不同领域,这也就是我们常说的柔性化。所谓的柔性化,对应的是专用的固定的功能。例如车床就就是固定的,没有柔性化的机械。
总结:如今工业机器人已经在各个行业得到使用,大部分都见过工业机器人。未来,工业机器人使用量仍会不断增加。
4. 工业机器人关节的定义是
工业机器人可以相对于不同的坐标系运动,在每一种坐标系中的运动都不相同,通常机器人的运动在全局参考坐标系、关节参考坐标系和工具参考坐标系中完成:
全局参考系坐标系是一种通用坐标系由X,Y,Z轴所定义;
关节参考坐标系用来描述机器人每一个独立关节的运动;
工具参考坐标系描述机器人手相对与固连在手上的坐标系的运动。
5. 工业机器人的关节可以分为哪两种
工业机器人机械手臂根据结构形式的不同分为多关节机械手臂。
在工业机器人机械手臂中,通常把传送机构的运动称为传送机构的自由度。人从手指到肩部共有27个自由度。而将机械手的手臂也制成这样多的自由度,既困难又不必要。从力学的角度分析,物件在空间只有6个自由度。因此为抓取和传送在空间不同位置和方位物件,传送机构也应具有6个自由度。常用的机械手传送机构的自由度还多为少于7个的。一般的专用机械手只有2~4个自由度,而通用机械手则多数为3~7个自由度(这里所说的自由度数目,均不包括手指的抓取动作)。