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【全面】工业机器人全方位解读

2016-08-18 00:03
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  五、工业机器人分类

  工业机器人按不同的方法可分下述类型:

  1.从机械结构来看,分为串联机器人和并联机器人。

  1)串联机器人的特点是一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点,在位置求解上,串联机器人的正解容易,但反解十分困难;

  2)并联机器人采用并联机构,其一个轴的运动则不会改变另一个轴的坐标原点。并联机器人具有刚度大、结构稳定、承载能力大、微动精度高、运动负荷小的优点。其正解困难反解却非常容易。串联机器人和并联机器人如图所示。

工业机器人分类

串联和并联机器人

  2.工业机器人按操作机坐标形式分以下几类:(坐标形式是指操作机的手臂在运动时所取的参考坐标系的形式。)

  1)直角坐标型工业机器人

  其运动部分由三个相互垂直的直线移动(即PPP)组成,其工作空间图形为长方形。它在各个轴向的移动距离,可在各个坐标轴上直接读出,直观性强,易于位置和姿态的编程计算,定位精度高,控制无耦合,结构简单,但机体所占空间体积大,动作范围小,灵活性差,难与其他工业机器人协调工作。

  2)圆柱坐标型工业机器人

  其运动形式是通过一个转动和两个移动组成的运动系统来实现的,其工作空间图形为圆柱,与直角坐标型工业机器人相比,在相同的工作空间条件下,机体所占体积小,而运动范围大,其位置精度仅次于直角坐标型机器人,难与其他工业机器人协调工作。

  3)球坐标型工业机器人

  球坐标型工业机器人又称极坐标型工业机器人,其手臂的运动由两个转动和一个直线移动(即RRP,一个回转,一个俯仰和一个伸缩运动)所组成,其工作空间为一球体,它可以作上下俯仰动作并能抓取地面上或教低位置的协调工件,其位置精度高,位置误差与臂长成正比。

  4)多关节型工业机器人

  又称回转坐标型工业机器人,这种工业机器人的手臂与人一体上肢类似,其前三个关节是回转副(即RRR),该工业机器人一般由立柱和大小臂组成,立柱与大臂见形成肩关节,大臂和小臂间形成肘关节,可使大臂做回转运动和俯仰摆动,小臂做仰俯摆动。其结构最紧凑,灵活性大,占地面积最小,能与其他工业机器人协调工作,但位置精度教低,有平衡问题,控制耦合,这种工业机器人应用越来越广泛。

  5)平面关节型工业机器人

  它采用一个移动关节和两个回转关节(即PRR),移动关节实现上下运动,而两个回转关节则控制前后、左右运动。这种形式的工业机器人又称(SCARA(SeletiveComplianceAssemblyRobotArm)装配机器人。在水平方向则具有柔顺性,而在垂直方向则有教大的刚性。它结构简单,动作灵活,多用于装配作业中,特别适合小规格零件的插接装配,如在电子工业的插接、装配中应用广泛。

  3.工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类:

  1)编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件,通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。

  2)示教输入型的示教方法有两种:示教盒示教和操作者直接领动执行机构示教。

  示教盒示教由操作者用手动控制器(示教盒),将指令信号传给驱动系统,使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。采用示教盒进行示教的工业机器人使用比较普遍,一般的工业机器人均配置示教盒示教功能,但是对于工作轨迹复杂的情况,示教盒示教并不能达到理想的效果,例如用于复杂曲面的喷漆工作的喷漆机器人。

机器人示教器

  由操作者直接领动执行机构进行示教,则是按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时,工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时,控制系统从程序存储器中检出相应信息,将指令信号传给驱动机构,使执行机构再现示教的各种动作。

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