Промышленные роботы — это много-шарнирные манипуляторы или машины со многими-степенью--свободы, широко используемые в промышленной сфере, с определенной степенью автоматизации, которые полагаются на свою собственную мощность и возможности управления для реализации различных функций промышленной обработки и производства. Промышленные роботы широко используются в различных отраслях промышленности, таких как электроника, логистика и химическая промышленность.
Состав
Вообще говоря, промышленные роботы состоят из шести подсистем.
Тремя основными частями являются механическая часть, чувствительная часть и часть управления.
Шесть подсистем можно разделить на систему механической конструкции, систему привода, систему датчиков, систему взаимодействия робота-с окружающей средой, систему взаимодействия человека-машины и систему управления.
1. Система механической конструкции
С точки зрения механической конструкции промышленные роботы обычно делятся на последовательных и параллельных роботов. Серийные роботы характеризуются тем, что движение одной оси меняет начало координат другой оси, в то время как движение одной оси параллельного робота не меняет начало координат другой оси. Ранние промышленные роботы использовали тандемные механизмы. Параллельный механизм определяется как механизм с замкнутым-контуром, в котором подвижная и неподвижная платформы соединены как минимум двумя независимыми кинематическими цепями, механизм имеет две или более степени свободы и приводится в движение параллельно. Параллельный механизм состоит из двух составных частей: запястья и руки. Большое влияние на пространство движения оказывает область движения руки, а запястье является связующим звеном между инструментом и телом. По сравнению с тандемным роботом параллельный робот обладает преимуществами высокой жесткости, стабильной конструкции, высокой грузоподъемности, высокой точности микродвижений и низкой нагрузки при движении. При решении позиционных задач тандемному роботу легко решить положительное решение, но очень трудно решить обратное, тогда как параллельному роботу, наоборот, трудно решить положительное решение, но очень легко решить обратное.
2. Система привода
Система привода представляет собой устройство, которое обеспечивает питание системы механической конструкции. В зависимости от различных источников питания система привода делится на гидравлическую, пневматическую, электрическую и механическую трансмиссию. Ранние промышленные роботы использовали гидравлический привод. Из-за проблем с утечками, шумом и низкой-нестабильностью гидравлической системы, а также громоздким и дорогим силовым агрегатом, только крупные-тяжелые-роботы, роботы параллельной обработки и некоторые специальные приложения используют промышленные роботы с гидравлическим приводом. Пневматический привод имеет такие преимущества, как высокая скорость, простая структура системы, простота обслуживания и низкая цена. Однако рабочее давление пневматического устройства низкое, его нелегко точно позиционировать, обычно оно используется только для привода рабочего органа промышленного робота. Пневматические ручные захваты, поворотные цилиндры и пневматические присоски в качестве концевого-эффектора могут использоваться для захвата заготовок и сборки средних и малых грузов. Электрический привод в настоящее время является наиболее часто используемым режимом привода, который характеризуется легким доступом к мощности, быстрым откликом, движущей силой, обнаружением сигнала, передачей, обработкой удобен и может использоваться в различных гибких методах управления. В качестве приводного двигателя обычно используется шаговый двигатель или серводвигатель, также используется двигатель с прямым приводом, но стоимость выше, управление также более сложное, и двигатель с общим использованием гармонических редукторов Редуктор, циклоидный редуктор или планетарная передача редуктор. Из-за большого количества требований к линейному приводу в параллельных роботах, линейные двигатели широко используются в области параллельных роботов.
3. Сенсорная система
Система восприятия робота преобразует различную информацию о внутреннем состоянии и информацию об окружающей среде из сигналов в данные и информацию, которые могут быть поняты и применены самим роботом или между роботами. Помимо необходимости воспринимать механические величины, связанные с его собственным рабочим состоянием, такие как смещение, скорость и сила, технология визуального восприятия является важным аспектом восприятия промышленного робота. Визуальные сервосистемы используют визуальную информацию в качестве сигналов обратной связи для управления и регулировки положения и ориентации робота. Системы машинного зрения также широко используются во всех аспектах контроля качества, идентификации заготовок, сортировки и упаковки пищевых продуктов. Сенсорная система состоит из внутреннего сенсорного модуля и внешнего сенсорного модуля. Использование интеллектуальных датчиков повышает мобильность, адаптивность и интеллект робота.
4.Система взаимодействия робота-с окружающей средой.
Система взаимодействия робота-среды — это система, реализующая взаимосвязь и координацию между роботом и оборудованием во внешней среде. Роботы и внешнее оборудование интегрированы в функциональную единицу, например, обрабатывающую и производственную, сварочную, сборочную. Конечно, это также может быть более одного робота в функциональном блоке для выполнения сложных задач.
5. Система взаимодействия человека-робота
Система взаимодействия человека-робота – это устройство, которое связывает людей с роботами и участвует в управлении роботами. Например, стандартные терминалы для компьютеров, командные консоли, информационные табло и сигнализаторы опасности.
6. Система управления
Задача системы управления — управлять исполнительными механизмами робота для выполнения заданных движений и функций в соответствии с инструкциями по эксплуатации робота и сигналами, поступающими от датчиков. Если робот не имеет характеристик информационной обратной связи, это система управления с разомкнутым-контуром; с характеристиками информационной обратной связи это система управления с-замкнутым контуром. По принципу управления можно разделить на программную систему управления, систему адаптивного управления и систему управления искусственным интеллектом. По форме управления движение можно разделить на точечное и непрерывное траекторное управление.
Приложения
1.Применение при паллетировании
При паллетировании на различных заводах широко используются высокоавтоматизированные роботы. Ручная паллетизация является очень трудоемким и-трудозатратным процессом, при этом сотрудникам приходится не только выдерживать большое давление, но и иметь низкую эффективность работы. Робот-манипулятор может выполнять эффективную классификацию и обработку в соответствии с характеристиками обрабатываемых объектов и местами категоризации объектов, сохраняя их форму и характер объектов неизменными, что позволяет оборудованию для загрузки картонных коробок выполнять задачу укладки на поддоны сотен штук в час. В производственной линии погрузка и разгрузка, обработка контейнеров и т. д. играют важную роль.
2. Применение при сварке
Сварочные роботы в основном отвечают за сварочные работы, разные отрасли промышленности имеют разные промышленные потребности, поэтому распространенными сварочными роботами являются роботы для точечной сварки, роботы для дуговой сварки, лазерные роботы и так далее. Автомобильная промышленность является наиболее широко используемой отраслью сварочных роботов, поскольку сложность сварки, количество сварки, качество сварки и другие аспекты искусственной сварки имеют несравненные преимущества.
3. Применение в сборке
В промышленном производстве сборка деталей представляет собой огромный объем работы, требующий большого количества рабочей силы, поскольку сборка человеком из-за высокой частоты ошибок, низкой эффективности постепенно заменяется промышленными роботами. Разработка сборочных роботов сочетает в себе различные технологии, в том числе технологии связи, автоматического управления, оптические принципы, микроэлектронику и так далее. В соответствии с процессом сборки разработчики пишут соответствующие программы и применяют их для конкретных сборочных работ. Важнейшими особенностями сборочных роботов являются высокая точность установки, гибкость и долговечность. Из-за сложности и тонкости сборочных работ мы выбираем сборочных роботов для установки электронных деталей и мелких автомобильных деталей.
4. Заявление в инспекцию
Робот имеет много-дополнительные функции. Он может заменить персонал на специальных должностях, таких как обнаружение в зонах повышенного-риска, таких как зоны ядерного заражения, токсичные зоны, зоны ядерного загрязнения, неизвестные зоны высокого-риска. Существуют также места, куда люди не могут специально добраться, такие как обнаружение больных частей пациентов, обнаружение промышленных дефектов и обнаружение жизни на месте ликвидации последствий землетрясения.
Тенденция развития
1. Сотрудничество человека-робота
По мере развития роботов от работы на расстоянии от людей к естественному взаимодействию и сотрудничеству с людьми. Развитая технология обучения методом перетаскивания и ручного обучения упрощает использование программирования, снижает профессиональные требования к операторам и облегчает передачу технологического опыта квалифицированным техническим специалистам.
2. Автономный
В настоящее время робот переходит от предварительного-программирования, обучения управлению воспроизведением, прямому управлению, дистанционному управлению и другим управляемым режимам работы к направлению автономного обучения, автономной работы. Интеллектуальные роботы могут автоматически устанавливать и оптимизировать траекторию движения, автоматически избегать сингулярностей, прогнозировать помехи и столкновения, а также избегать препятствий в соответствии с условиями работы или требованиями окружающей среды.
3. Интеллектуальный, информативный, сетевой
В роботе будет использоваться все больше датчиков 3D-видения и силы, и робот будет становиться все более и более умным. С развитием системы обнаружения и распознавания, искусственного интеллекта и других технологий робот от однонаправленного управления переходит к собственному хранилищу, собственному направлению данных приложений и постепенной информатизации. Благодаря мульти-сотрудничеству роботов, управлению, связи и другим технологическим достижениям, роботы от независимых людей до этапа Интернета, направление совместного развития.