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终于全了,99张动图,带你一次看够工业机器人!!

时间:2024-01-04

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工业机器人



机器是世界具有潜在意识的大脑

——杰拉尔德·李     


关于工业机器人的定义,按照ISO8373定义,它是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,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。

















工业机器人的典型应用包括焊接、刷漆、组装、采集和放置(例如包装、码垛和SMT)、产品检测和测试等;所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和准确性。

















随着人工智能等先进技术的不断创新,以及现有技术的不断改进,工业机器人除了现有的功能以外,进军了许多新的行业和功能,包括画画,弹琴,写字,做饭,智能物流,智能分拣等。

















最常使用的机器人构造为关节型机器人、SCARA机器人、delta机器人和直角座标机器人(高架机器人或x-y-z机器人)。

















乔治·戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并在1954年申请了专利。(专利批准在1961年). 在1956年,戴沃尔和约瑟夫·恩盖尔柏格基于戴沃尔的原先专利,合作建立了Unimation公司。1959年Unimation公司的第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。

















Unimation公司以后授权其技术给川崎重工和GKN,分别在日本和英国生产Unimates工业机器人。在一段时间以来,Unimation的唯一竞争对手是美国俄亥俄州的辛辛那提米拉克龙公司(Cincinnati Milacron Inc.)。但是,在1970年代后期,在几家大型日本企业集团开始生产类似的工业机器人之后,这局面从根本上改变了。

















轴数 – 在一平面中取得任意点需要两个轴;在空间中取得任意点需要三个轴。要完全控制手臂终端(意即手腕)的指向,需要另外三个轴(平摆、俯仰及横摇)。某些设计(例如SCARA机器人)牺牲运动性以换取成本、速度、精度。

















工作包络面 – 在空间中机器人可触及的区域。

















运动学 – 机器人的刚体元件及关节的实际配置,决定了机器人所有可能的动作。机器人运动学的类别包含关节型、卡式座标型、平行型及SCARA。

















承载量或载重量 – 机器人能举起多少重量。

















速率 – 机器人能多快使其手臂终端就定位。本参数可由各轴的角速率或线速率定义,或者以复合速率,意即以手臂终端速率来定义。

















加速度 – 一轴能多快加速。此系一限制因素,因为在进行短距离移动或需要常常改变方向的复杂路径时,机器人可能无法达到其最大速度。

















准确度 – 机器人可以多接近要求位置。准确度的度量方式即机器人的绝对位置与要求位置的差距。利用外部感测设备如视觉系统或红外线,可改善准确度。

















再现性 – 机器人再次回到程式设定的某位置的能力有多好。这跟准确度不一样。可能告诉它去某X-Y-Z位置的时候,它只走到距离那个位置不到1 mm的地方,那么这是准确度问题,可以透过校正改善。但是如果那个位置经教导并置入控制器内存,而每次它都回到距离教导位置0.1mm之内的地方,则其再现性在0.1mm以内。

















运动控制 ─ 对于某些应用,像是简单的采集和放置的组装作业,机器人只需要在数量有限的预先教导位置之间往返。对于更复杂的应用,像是焊接及涂装(喷漆),一定要沿着空间中的路径以指定的方位及速度持续控制运动。


















动力源 ─ 有些机器人使用电动马达,其他则使用液压致动器。前者会比较快,后者则是出力较大且有利于喷漆之类的应用,因为火花可能引发爆炸;然而,手臂内部的低度加压空气可防止可燃蒸气及其他污染物进入。

















驱动 ─ 有些机器人透过齿轮连接马达及关节;其他则是马达直接连接关节(直接驱动)。使用齿轮导致可测量到的“背隙”,这是一轴的自由移动。较小的机器人手臂常常运用高速、低扭矩的DC马达,通常需要较高的齿轮比,而这会有背隙的缺点,在这样的案例常会改用谐波齿轮减速器(Harmonic drive)。

















顺应性 ─ 这是施加力量于机器人一轴能使之移动的角度或距离总量的度量。因为顺应性的关系,在携带最大酬载时机器人走到的位置会比没有携带任何酬载的时候稍微低一些。在携带高酬载而需要降低加速度的场合,顺应性也会对超越量有所影响。






















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