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干货:一篇文章搞懂工业机器人系统!

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2018.07.27
信息摘要:
对于工业机器人系统而言,示教器是用于与用户交互的设备,它能够处理和记忆用户赋予工业机器人的任务指令。一般情况下,它分为三种模式:示教模式、在…

平时不论是新闻上看到的工业机器人、双足机器人、四足机器人还是动漫作品里的机器人形象大部分是机器人本体,而机器人控制系统则是幕后功臣,类似于人的大脑,这个控制系统往往安装在机器人本体的内部或是有一个单独的控制单元。

 

大家来看下面的一幅图(摘在固高科技的官网),这幅图描绘了一个工业机器人系统的概貌,一个工业机器人系统包括了机器人本体、伺服电机(或者是直流电机)、减速机、驱动器、控制器、示教器、还有一些外围的设备,比如摄像头、六维力传感器、IO模块、焊接部件等等。

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对于一个工业机器人系统而言,我们对上面的图进行简化,将刚才的工业机器人系统简化,抽取出工业机器人系统中必不可少的部分:控制系统、机器人本体和示教器。


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而控制系统从常规结构上可以分为两部分:执行机构和控制系统。执行机构包括机器人本体、伺服电机和减速装置;控制系统则分为控制器、伺服驱动器、示教器和拓展模块,其中拓展模块包括力觉模块、视觉模块、抓取模块等,也就是说我们我们所看到的机器人能完成的每个动作,都需要添加拓展模块。

现在进入重点啦,下面来具体分析一下控制系统中每个部分的功能和用途吧。

 

对于工业机器人系统而言,示教器是用于与用户交互的设备,它能够处理和记忆用户赋予工业机器人的任务指令。一般情况下,它分为三种模式:示教模式、在线模式和远程模式。示教模式用于示教机器人的动作序列,最终以作业的形式保存在示教盒中;在线模式是复现用户示教的作业,此时需要示教器对作业进行在线解析,并将解析结果发送给控制器。远程模式是指用户可以通过一根网线或是通过网络的形式控制机器人动作,此时,用户不一定就在机器人旁边,可以是远程遥控。更通俗一点的理解:示教器就像遥控赛车的遥控器,用遥控器操纵赛车和使用示教器控制工业机器人是一样的道理,emmm,这么一想好像高大上的工业机器人也变得没那么神秘了。

 

当然了,示教器的界面风格也不尽相同,下面是部分示教器的样子~

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说完了示教器,我们来聊一聊控制系统,控制系统是整个系统的指挥中心,现在市面上控制系统有三种架构:基于IPC的总线式开放控制架构、PC+运动控制卡的分离架构以及高度集成的控制架构。其中,基于IPC的总线式开放控制架构目前使用较多,优势在于易于扩展,实时性好;PC+运动控制卡的分离架构则稍逊,其拓展性弱,系统笨重且繁琐;而高度集成的控制架构则主要适用于小型机器人系统。控制系统的实现基本要靠一行行的代码来实现,其内部包括了底层驱动、建模、运动学、动力学、轨迹规划、任务规划等非常复杂的code。

 

最后,我们来说说机器人本体,它就像人的胳膊或腿,它是一个执行机构,它接收来自机器人控制系统的指令,千万别以为本体只是个执行器,本体中的电机和减速机可都是机器人本体的核心零部件,尤其是减速机。

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说了这么多,那么工业机器人的应用场景有哪些呢?

 

在众多的制造业领域中,工业机器人应用最为广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业,并不断向其他领域扩展,如机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材和家具制造业等领域中。

 

在工业生产中,焊接机器人、激光加工机器人、喷涂机器人、搬运机器人、机床机器人、冲压机器人、真空机器人等工业机器人都已被大量采用。

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