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工業機器人的工作原理及構成

2020-12-18 09:08:20

    工業機器人系統是由工業機器人和整合物件及環境共同組成的↟▩,其中包括機器人機械系統↟▩,驅動系統↟▩,控制系統↟▩,和感知系統四的部分組成↟☁。可以說工業機器人的組成部分與人類極為類似↟☁。一個典型的工業機器人有一套可移動的身體結構·✘✘◕、一部類似於馬達的裝置·✘✘◕、一套感測系統·✘✘◕、一個電源和一個用來控制所有這些要素的計算機“大腦”↟☁。從本質上講↟▩,工業機器人是由人類製造的“動物”↟▩,它們是模仿人類和動物行為的機器↟☁。

    工業機器人的工作原理及構成

    1·✘✘◕、工業機器人構成;

    工業機器人的機械系統包括機身↟▩,臂部↟▩,手腕↟▩,末端操作器和行走機構等部分組成↟▩,每一部分都有若干自由度的機械系統↟☁。此外↟▩,有的機器人還具有行走機構↟▩,若具有行走機構則構成行走機器人↟▩,若沒有則構成單機器人手臂↟☁。工業機器人的機械機械系統相當於人的身體(骨骼↟▩,手↟▩,臂↟▩,腿等)↟☁。

    驅動系統主要是指驅動機械系統動作的驅動裝置↟☁。這部分的作用相當於人的肌肉↟☁。根據驅動源的不同↟▩,驅動系統分為電氣↟▩,液壓↟▩,氣壓以及把它們結合起來應用的綜合系統↟☁。電氣驅動在工業機器人中應用的最為廣泛↟▩,主要分為步進電動機↟▩,直流伺服電機和交流伺服電機三種↟☁。液壓驅動運動平穩↟▩,且負載能力大↟▩,對於過載的搬運和零件加工機器人↟▩,採用液壓驅動比較合理↟☁。但液壓驅動管道複雜↟▩,清潔困難↟▩,因此限制了在裝配作業中的作用↟☁。無論電氣還是液壓驅動的機器人↟▩,其手爪的開合都採用氣動形式↟☁。

    控制系統的任務是根據機器人的作業指令程式及從感測器反饋回來的訊號↟▩,控制機器人的執行機構↟▩,使其完成規定的運動和功能↟☁。如果機器人不具備資訊反饋特徵↟▩,則該控制系統稱為開環控制系統;如果機器人具備資訊反饋特徵↟▩,則還控制系統稱為閉環控制系統↟☁。該部分主要由計算機硬體和控制軟體組成↟☁。軟體主要有人與機器人聯絡的人機互動系統和控制演算法等組成↟☁。該部分的作用相當於人的大腦↟☁。  感知系統由內部感測器和外部感測器組成↟▩,其作用是獲取機器人內部和外部環境資訊↟▩,並把這些資訊反饋給控制系統↟☁。內部狀態感測器用於檢測各個關節的位置↟▩,速度等變數↟▩,為閉環伺服控制系統提供反饋資訊↟☁。外部狀態感測器用於檢測機器人與周圍環境之間的一些狀態變數↟▩,如距離↟▩,接近程度和接觸情況等↟▩,用於引導機器人↟▩,便於其實別物體並作出相應處理↟☁。該部分的作用相當於人的五官↟☁。

    工業機器人的工作原理及構成

    2·✘✘◕、工業機器人工作原理

    機器人系統實際上是一個典型的機電一體化系統↟▩,其工作原理為•↟₪:控制系統發出動作指令↟▩,控制驅動器動作↟▩,驅動器帶動機械系統運動↟▩,使末端操作器到達空間某一位置和實現某一姿態↟▩,實施一定的作業任務↟☁。末端操作器在空間的實時位姿由感知系統反饋給控制系統↟▩,控制系統把實際位姿與目標位姿相比較↟▩,發出下一個動作指令↟▩,如此迴圈↟▩,直到完成作業任務為止↟☁。

    

    

    

    

    

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