工业机器人的构成与智能制造工程的后悔之死
以当前工业中应用最为广泛的6轴工业机器人为例,从外部设备来看,由三个部分组成:机器人本体、控制柜和示教器。
从内部系统结构来看,一个六轴工业机器人的核心系统由五个关键组件构成:机械臂连杆、控制系统、驱动系统、传动单元和传感器系统。
机械臂本体是工业机器人的主要执行机构,是完成各种精细操作的关键部分。它包括机械臂连杆、传动单元(减速机)、驱动电机(伺服电机)以及内部传感器(编码器)等关键部件。通过六个伺服电机会通过连接减速者和同步带轮等将旋转运动转化为线性运动,从而驱动六个关节轴的旋转。
控制模块是由计算机主板、CPU 和电源系统等组成,包含了控制软件体系,该模块负责接收指令,并根据传感信息对机械臂进行精确控制,以实现复杂操作任务。在现代智能制造中,这一模块不断更新,以适应更高效率和更复杂作业要求。
传感子系是检测并反馈机械手状态或与外界环境交互的关键环节。它们包括位置伺服功能、高度精确地记录每个关节位置,以及坐标设定功能,允许用户设置具体目标点。此外,还有故障诊断安全保护功能,以确保生产过程中的安全稳定运行。
驱动子系则涉及到实际移动各关节所需的力量来源,它们通常采用交流伺服电机或步进电機,并配备相应驱动程序以实现精准操控。在某些特殊情况下,如重负载或防爆要求的情况下,也可能使用液压气压作为力量来源,但在大多数情境下,交流伺服电机会占据主导地位,因为它们提供了更加灵活和可控的工作能力。
传动单元则是一个至关重要但常被低估的部分,它们决定了整个工艺链条中的速度输出。谐波减速变矩箱在轻负荷情况下发挥作用,而RV减速变矩箱则用于承受较大的额定负荷。这两种类型都能保证一定程度上的自锁性能,使得整体工作效率得到提升,同时也能够保持良好的耐用性,即使在极端条件下的持续运作也不容易出现故障。
示教子系则是人类与工业自动化设备之间沟通桥梁,让操作员能够直接指导或者远程操纵这些高科技工具完成复杂任务,无论是在局域网还是互联网上都可以实现实时通信,对于提高生产效率至关重要。
最后,我们要讨论的是技术指标,这些指标对于评估一个特定的型号是否适合特定的应用场景至关重要,比如自由度——表示末端执行机构独立移动次数;额定负载——表明不降低性能即可承受最大载荷;工作空间——定义末端执行机构可以覆盖范围;最大工作速度 ——衡量线速度,当所有轴同时活动时;以及工作精度 ——影响着重复性,不同任务需要不同的精度标准。