工業機器人(rén)性能與控制！
2023-6-9新聞
「 1. 工業機器人(rén)系統組成及性能指标 」
1）工業機器人(rén)系統組成
工業機器人(rén)是面向工業領域的(de)多(duō)關節機械手或多(duō)自由度的(de)機器裝置，它能自動執行工作，是靠自身動力和(hé)控制能力來(lái)實現各種功能的(de)一種機器。它可(kě)以接受人(rén)類指揮，也(yě)可(kě)以按照(zhào)預先編排的(de)程序運行，現代的(de)工業機器人(rén)還(hái)可(kě)以根據人(rén)工智能技術制定的(de)原則綱領行動。一個(gè)典型的(de)工業機器人(rén)如圖1所示，工業機器人(rén)按照(zhào)技術發展水(shuǐ)平可(kě)以分(fēn)爲三代：第一代示教再現機器人(rén)、第二代感知機器人(rén)、第三代智能機器人(rén)。
圖1 工業機器人(rén)系統結構組成
如圖1所示，第一代工業機器人(rén)在外部結構上主要由三部分(fēn)組成：操作機（或稱機器人(rén)本體）、控制器和(hé)示教器。對(duì)于第二代及第三代工業機器人(rén)還(hái)包括感知系統和(hé)分(fēn)析決策系統，它們分(fēn)别由傳感器及軟件實現。
（1）操作機：用(yòng)于完成各種作業任務的(de)機械主體，主要包含機械臂、驅動裝置、傳動單元以及内部傳感器等部分(fēn)。
（2）控制器：是根據指令及傳感器信息控制機器人(rén)本體完成一定動作的(de)裝置，是決定機器人(rén)功能和(hé)性能的(de)關鍵部分(fēn)，也(yě)是工業機器人(rén)更新和(hé)發展最快(kuài)的(de)部分(fēn)。
（3）示教器：是機器人(rén)的(de)人(rén)機交互接口，操作者可(kě)通(tōng)過它對(duì)機器人(rén)進行編程或手動操縱機器人(rén)移動。
工業機器人(rén)從功能上由3大(dà)部分(fēn)6個(gè)子系統組成。3大(dà)部分(fēn)分(fēn)别是機械部分(fēn)、控制部分(fēn)和(hé)傳感部分(fēn)。6個(gè)子系統分(fēn)别是驅動系統、機械結構系統、人(rén)機交互系統、控制系統、感受系統、機器人(rén)與環境交互系統，其對(duì)應關系見圖2。
圖2 工業機器人(rén)系統功能組成
2）工業機器人(rén)性能指标
表1 工業機器人(rén)性能指标及含義
需要說明(míng)的(de)是，機器人(rén)在工作範圍内可(kě)能存在奇異點。奇異點是由于機器人(rén)結構的(de)約束，導緻關節失去某些特定方向的(de)自由度的(de)點。奇異點通(tōng)常存在于作業空間的(de)邊緣，如奇異點連成一片，則稱爲“空穴”。機器人(rén)運動到奇異點附近時(shí)，由于自由度的(de)逐步喪失，關節的(de)姿态會急劇變化(huà)，這(zhè)将導緻驅動系統承受很大(dà)的(de)負載而産生過載。因此，對(duì)于存在奇異點的(de)機器人(rén)來(lái)說，其工作範圍還(hái)需要除去奇異點和(hé)空穴。圖3所示邊緣不規則處即爲除去部分(fēn)。
圖3 ABB工業機器人(rén)IRB1410(左)和(hé)IRB8700(右)工作範圍
以圖中所示移動機器人(rén)爲例，攝像機安裝在移動機器人(rén)的(de)上方，獲取障礙物(wù)的(de)三維圖像。超聲波傳感器組安裝在移動機器人(rén)的(de)前方(攝像機的(de)正下(xià)方)，獲取障礙物(wù)與移動機器人(rén)之間的(de)距離信息，如圖4所示。
