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工业机器人的结构和原理

工业机器人已经渗透到各行各业,帮助人们完成焊接、搬运、喷涂、冲压等各项任务,那么你有思考过机器人是怎么做到这一些的吗?它的内部结构又是怎样的呢?今天我们就通过一段动画视频,带大家了解工业机器人的结构和原理。

机器人可以分为硬件部分和软件部分,硬件部分主要包括本体和控制器,而软件部分主要指的是它的控制技术。

本体部分

先来说下机器人的本体部分。工业机器人是仿照人的手臂来进行设计的。我们以现代机器人HS220型号为例,从外观来看,主要有底座、下框架、上框架、手臂、腕体、腕托等六个部分。

机器人的各个关节就和人类的肌肉一样,靠伺服电机和减速器来控制移动。伺服电机是动力的来源,机器人的运行速度以及负载重量如何,都和伺服电机有关。而减速器则是动力传输的中介,它拥有许多不同的尺寸。一般对于微型机器人来说,要求的重复精度都很高,一般在0.001英寸或0.0254毫米以下。伺服电机与减速器相连,可以帮助提高精度,提高减速器的传动比。

HS220拥有6个伺服电机和减速器,它们安装在每一个连接的接头上,使机器人可以向六个方向进行移动,也就是我们所说的六轴机器人。这六个方向分别是X轴-前后,Y轴-左右,Z轴-上下,RX-绕X轴旋转,RY-绕Y轴旋转,RZ-绕Z轴旋转。正是这种拥有多个维度移动的能力,机器人才可以摆出不同的姿势,完成各项任务。

控制器

机器人的控制器相当于机器人的大脑,它参与的是计算发送指令和能量供应的整个过程,它根据指令以及传感器信息控制机器人完成一定的动作或作业任务,是决定机器人功能和性能的主要因素。

现代机器人最新款Hi6-S控制柜

除了以上两大部件外,机器人的硬件部分还包括:

SMPS,开关电源提供能量;

CPU模块,控制行动;

伺服驱动模块,控制电流让机器人关节移动;

持续模块,相当于人类的交感神经,接管机器人的安全、迅速控制机器人以及紧急情况停止等;

输入输出模块,相当于检测反应神经,是机器人与外部世界的接口。

控制技术

机器人的控制技术,指的是快速准确地操作机器人应用的一个领域。机器人的一大优点就是它的程序可以很容易修改,这一点可以让他们在不同的场景切换使用。为了能够使人们操控机器人,就必须依靠示教器来进行。在示教器的显示界面上,我们可以看到机器人的编程语言HR Basic以及机器人的各项状态。我们可以通过示教器来完成机器人的编程。

控制技术的第二个部分是通过绘制表格,然后根据图表来控制机器人的运动。我们可以使用计算出的力学数据来完成对机器人的规划和动作控制。

此外,机器视觉,以及最近热门的人工智能沉浸式深度学习及分类等这些,都是属于控制技术的范畴。

现代机器人也有专门的研发团队,来研究机器人的控制技术。除此之外,我们也有机械系统研发团队来负责机器人的本体,控制平台团队负责控制器,以及应用控制团队负责控制技术。正是多个部门的团结协作,才组成了如今的现代机器人。

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