工业机器人按智能方式(1:工业机器人定义及特点?)

海潮机械 2023-02-15 21:53 编辑:admin 189阅读

一、1:工业机器人定义及特点?

定义: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。

特点:

1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。

4)工业机器技术涉及的学科相当广泛,归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。因此,机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。

二、工业机器人是人工智能吗?

不一定。机器人是一个很宽泛的概念,只能说其中一部分搭在了人工智能,而另外的一部分则没有。

比如工业机器人、扫地机器人这种执行单一任务的机器人,通常来讲都是不具有智能的,所以不认为搭载了AI。它们的共同特点是依照设定好的程序,进行计划项目,行为与实际环境无关或关系不大。

再比如chatbot聊天机器人,一部分聊天机器人是具有AI智能的,比如微软小冰,比如Cortana,都具有聊天机器人的功能,又通过大量的聊天内容训练出了灵活的回答模式,以至于在聊天的过程中,很可能觉察不到聊天对象是机器人。另外一部分比如客服机器人就不算是AI了,它们只是单纯地通过捕捉聊天内容关键字来搜索相关链接提供帮助。

像服务机器人、搬运机器人这种,算是具有高科技的识别工具和算法,但是AI算不上。算得上AI的机器人,大部分还是以软件形式实现的,因为其所需要的硬件资源过于庞大,如果建立成实体机器人,也会是主要依赖非移动的工作方式,来保证高速运转。

三、工业机器人怎样按控制方式来分类?

6轴工业机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散(级)式控制,即采用多台微机来分担机器人的控制,如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时,主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算,并向下级微机发送指令信息;作为下级从机,各关节分别对应一个CPU,进行插补运算和伺服控制处理,实现给定的运动,并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同,机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力(力矩)控制。

6轴工业机器人的特点主要有以下几方面:

(1)可编程:6轴工业机器人最大特点是柔性启动化,柔性制造系统中的一个重要组成部分。工业机器人可随其工作环境变化以及加工件的变化进行再编程,适合于小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造生产线的应用。

(2)拟人化:6轴工业机器人结合机器人与人的特点。在6轴工业机器人的结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。其传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

3)通用性:一般6轴工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。当然也有专用的工业机器人。

4)机电一体化:6轴工业机器人是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。工业机器人具有各种传感器可以获取外部环境信息,而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。

四、工业机器人按用途可分为哪几类?

工业机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手能够借助于可通过编辑程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置,用以执行种种任务。根据它的不同用途分为以下几类:

1.人工操作机器人。是由操作员操作的多自由度装置。

2.固定顺序机器人。按预定的不变方法依据步骤依次执行任务的设备,它的执行顺序是难以修改。

3.可变顺序机器人。同第二类相似,但顺序可以进行修改。

4.示教再现(playback)机器人。操作员引导机器人手动执行任务,记录下这些动作后再由机器人再现执行,简单地说就是机器人按照记录下的信息重复执行同样的动作。

5.数控机器人。操作员为机器人提供运动程序,不用手动示教来执行任务。

6.智能机器人。此类机器人具有感知外部环境的能力,就算是工作环境发生变化,也能够成功地完成工作内容。

五、工业机器人在空间中有哪四种方式?

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

六、什么是工业机器人?

什么是工业机器人?

●工业机器人就是利用现代的电子科技和机械手脚关节制造出来的一种可以模仿人体动作,来从事一些特殊危险场所工作的智能机器人。工业机器人是机器人应用中的一个分枝,与机器人一样,是一种可反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作工具。为了执行不同的任务而具有可改变可遍程序的动作的专门系统。工业机器人有很多的分类,这里从两个具有代表性的分类方法介绍机器人的分类。

①工业机器人包括搬运、焊接、装配、喷漆、检查等机器人,主要应用于现代化的工厂和柔性加工系统中。

②极限作业机器人,它包括建筑、农业等机器人,主要应用于人们难以进入的核电站、海底、宇宙空间等场合。

③娱乐机器人。它是包括弹奏乐器的机器人、舞蹈机器人、玩具机器人等(具有某种程度的通用性),也包括根据环境而改变动作的机器人。

●按照控制方式分类,可分为操作机器人、程序机器人、示教再现机器人、智能机器人和综合机器人。

①操作机器人的典型代表是在核电站处理放射性物质时远距离进行操作的机器人。在这种机器人中,具有人手操纵功能的部分称为主动机械手,进行类似于动作的部分称为从动机械手。其中从动机械手要大些,是用经过放大的力进行作业的机器人;主动机械手要小些。还有可以一方面用显微镜进行观察、另一方面可以进行精密作业的机器人。

②程序机器人可以按预先给定的程序、条件、位置进行作业。

③示教再现机器人与盒式磁带的录放相似,机器人可以将所教的操作过程自动地记录在磁盘、磁带等存储器中,当需要再现操作时,可重复所教过的动作过程。示教方法有直接示教与遥控示教两种。

④智能机器人,它既可以进行预先设定的动作,还可以按照工作环境的改变而变换动作。

⑤综合机器人是由操纵机器人、示教再现机器人、智能机机器人组合而成的机器人,如火星机器人。1997年7月4日,“火星探险者”,在火星上着陆,着陆体是四面体形状,在能上、下、左、右动作的摄像机平台上两台CCD 摄像机,通过位体观测而得到空间信息。整个系统可以看做是由地面指令操纵的操作机器人。火星机器人既可按地面上的指令移动,也能自主地移动。地面上的操纵人员通过显示屏可以了解火星地形,但由于电波往返一次大约需 40min,因此,不能一边观测一边进行操纵。所以,要考虑火星机器人的动作程序,可用这个程序先在地面进行移动实验,如果没有问题,再把它传送到火星上,火星机器人就可再现同样的动作。该机器人不仅能移动,而且能在到达指定目标后用自身的传感器一边检测障碍物,一边安全回避。

●我国工业机器人的发展状况,大概是从20世纪70年代初期开始起步工业机器人,至今为止的40多年的发展可以分为四个阶段;20世纪70年代的萌芽状态期,20世纪80年代的开发期,20世纪90年代的适用化期,21世纪的不断成熟期。