一,工業機器人傳(chuán)感係統
1、感受係統由(yóu)內部(bù)傳感器模塊和外部傳感器模塊組成,用以獲取內部和外(wài)部(bù)環境狀態中有意義的信息。
2、智能傳感器的使用(yòng)提高了工業機器人的機動性、適應性和智能化的水準。
3、對於一些特(tè)殊的信息,傳感器比人類的感受係統更有效。
二、工業機器人位置(zhì)檢測(cè)
旋轉光學(xué)編碼器是最常用的位(wèi)置反饋裝置。光(guāng)電(diàn)探測器把光脈衝轉化成二進製波形。軸的轉角通過(guò)計算脈衝數得到,轉動(dòng)方向由兩個方波信(xìn)號的(de)相對相位決定。
感應同步器輸出兩個模擬信號——軸轉角的正弦(xián)信號和餘弦信號(hào)。軸的轉角由這兩個信號的相對幅值計算得到。感應同步器一般比編碼器可靠,但它的分辨率較低。
電位計(jì)是(shì)最直接的位置檢測形式。它連接在(zài)電橋(qiáo)中,能夠產生與軸轉角成正比的電壓信號。但是,由於分辨率(lǜ)低、線性不好以(yǐ)及對噪聲敏感(gǎn)。
轉速(sù)計能夠輸出與(yǔ)軸的轉速成正比的模擬信號。如(rú)果沒有(yǒu)這樣的速度(dù)傳感器,可以通過對檢(jiǎn)測到的位(wèi)置相對於時間的差分得到速度反饋信號。
三、工業機器人力(lì)檢測
力傳感器通常安裝在工業機器人下述三個位(wèi)置:
1、安裝在工業機器人關節驅動器上。可測量驅動器或減速器自身(shēn)的力矩或者力的輸出。但不能很好地檢測末端執行器與環境之(zhī)間的接(jiē)觸力。
2、安裝在工業機器人末端執行器與操作臂的終端關節(jiē)之間,可稱腕力傳感器。通常,可以測量施加於末端執行器上的三個到六(liù)個(gè)力或力矩分量。
3、安裝在末端執行器的“指尖”上。通常,這些帶有力覺得手指內置了應變計,可以測量作用在指尖上的一個到四個分力。
四、機器人(rén)——環境交互係統
1、機器人-環境交互係統是實現工業(yè)機器(qì)人與外部環境中的設備相互聯係和協調的係統。
2、工業機器人與外部設備集成為一個功能單元,如加工製造單(dān)元、焊接單元、裝配單(dān)元等。也可以是多台機器人、多台機床或設備、多個(gè)零件存儲裝置等集成。
3、也(yě)可以是多台機器人、多台機床(chuáng)或設備、多個零件存儲裝置等集成為一個去執行複雜任務的功能單元。
五、人機(jī)交換係統
人機交互係統是(shì)使操作(zuò)人員參(cān)與機器人控製並與機器人進行聯係的裝置。該係統歸納起來分為兩大類:指令給定裝置和信息顯示裝(zhuāng)置。
六、工業機器人(rén)的控製係統
1、工業機器人的控製係統
“控製”的目(mù)的是(shì)使被控對象產生控製者所期(qī)望(wàng)的行為方式。“控製”的基本條件是(shì)了解(jiě)被控對象的特性。“實質”是對驅動器輸(shū)出力矩的控製。
2、工業機器人示教原理
工業機器人的基本工(gōng)作(zuò)原理是示教再現;示教也稱導引,即由用戶導引工業機器人,一步步按實際任務操作一遍,工業機(jī)器人在導引過程中自動記憶(yì)示教的每個動作的位置、姿態、運動參數/工藝參數等,並自動生成一(yī)個連續執行全部操(cāo)作的程序。完成示(shì)教後(hòu),隻需給工業機器人一個啟動命令,機工(gōng)業器人(rén)將(jiāng)精確地按示教動(dòng)作,一步步完成全部操作;
3、工業機器人控製的分類(lèi):
1)按照有無反饋分為:開環控製(zhì)、閉環控製;
開(kāi)環精確控製的條件:精確地知道被控對(duì)象(xiàng)的模(mó)型,並且這一模型在控製(zhì)過(guò)程中保持不(bú)變。
2)按照期望控製量分為(wéi):位置控製,力控製,混合控製;
位置控製分(fèn)為:單關節位(wèi)置控製(位置反饋,位置速度反(fǎn)饋,位置速度加速(sù)度反饋)、多關節位置(zhì)控製、多關節位置控製分為分解運動控、集中控製;力控(kòng)製分為:直接力控製、阻抗控製、力位混合控製;
3)智能化的控製方式:模糊控製、自適應控製、最優控(kòng)製、神經網絡控製、模糊神經網絡控製、專家控製以及其他;
4、控製係統硬件(jiàn)配置及結構:
由於機器(qì)人的控(kòng)製過程中涉及大量的坐標變換和插補運算以及較低層的實時控製,所以,目(mù)前的機器人控(kòng)製係統在結構上大多數采用分層結構的微型計算機控製係(xì)統,通常采用的是兩級計算機伺服控製係統。
1)具(jù)體流程:
主控計算機接到工作人員輸入的作業指令後,首先分(fèn)析解釋指令,確定手的運動參數(shù)。
然後進(jìn)行運動學、動力學和插(chā)補運算,最後得出機器人各個關節的協調運動參數。這(zhè)些(xiē)參數經過通信線路輸出到伺服控製級(jí),作為各(gè)個(gè)關節伺服控(kòng)製係統(tǒng)的給定(dìng)信號。關節驅動器將此信號D/A轉換後驅動各(gè)個關節產生協調(diào)運動。傳感器將各個關節的運動輸出信號(hào)反饋(kuì)回伺服控製級計算機形成局部閉環控製,從而更加精確的控製機器人手部在空間的運動。
2)基於(yú)PLC的運動控(kòng)製兩種控製方式:
1、利用(yòng)PLC的某些輸出端口使用(yòng)脈(mò)衝輸出指(zhǐ)令(lìng)來產生脈衝驅動(dòng)電機,同時使用通用I/O或者計數部件來實現電機的閉環位置控製。
2、使用PLC外部擴展的位置控製模塊來實現電機的閉環位置控製主要是以發高速脈衝方(fāng)式控製,屬於位置(zhì)控製方式(shì),一般點到點的位置控製方式較多。