科普：工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和原理
2021-8-25 來源：- 作者：-
工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，幫助人們完成焊接、搬運(yùn)、噴涂、沖壓等各項(xiàng)任務(wù)，那么你有思考過機(jī)器人是怎么做到這一些的嗎？它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢？今天我們就通過一段動(dòng)畫視頻，帶大家了解工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和原理。
機(jī)器人可以分為硬件部分和軟件部分，硬件部分主要包括本體和控制器，而軟件部分主要指的是它的控制技術(shù)。
本體部分
先來說下機(jī)器人的本體部分。工業(yè)機(jī)器人是仿照人的手臂來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。我們以現(xiàn)代機(jī)器人HS220型號(hào)為例，從外觀來看，主要有底座、下框架、上框架、手臂、腕體、腕托等六個(gè)部分。
機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)就和人類的肌肉一樣，靠伺服電機(jī)和減速器來控制移動(dòng)。伺服電機(jī)是動(dòng)力的來源，機(jī)器人的運(yùn)行速度以及負(fù)載重量如何，都和伺服電機(jī)有關(guān)。而減速器則是動(dòng)力傳輸?shù)闹薪?，它擁有許多不同的尺寸。一般對(duì)于微型機(jī)器人來說，要求的重復(fù)精度都很高，一般在0.001英寸或0.0254毫米以下。伺服電機(jī)與減速器相連，可以幫助提高精度，提高減速器的傳動(dòng)比。
HS220擁有6個(gè)伺服電機(jī)和減速器，它們安裝在每一個(gè)連接的接頭上，使機(jī)器人可以向六個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，也就是我們所說的六軸機(jī)器人。這六個(gè)方向分別是X軸-前后，Y軸-左右，Z軸-上下，RX-繞X軸旋轉(zhuǎn)，RY-繞Y軸旋轉(zhuǎn)，RZ-繞Z軸旋轉(zhuǎn)。正是這種擁有多個(gè)維度移動(dòng)的能力，機(jī)器人才可以擺出不同的姿勢(shì)，完成各項(xiàng)任務(wù)。
控制器
機(jī)器人的控制器相當(dāng)于機(jī)器人的大腦，它參與的是計(jì)算發(fā)送指令和能量供應(yīng)的整個(gè)過程，它根據(jù)指令以及傳感器信息控制機(jī)器人完成一定的動(dòng)作或作業(yè)任務(wù)，是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素。
現(xiàn)代機(jī)器人最新款Hi6-S控制柜
除了以上兩大部件外，機(jī)器人的硬件部分還包括：
SMPS，開關(guān)電源提供能量；
CPU模塊，控制行動(dòng)；
伺服驅(qū)動(dòng)模塊，控制電流讓機(jī)器人關(guān)節(jié)移動(dòng)；
持續(xù)模塊，相當(dāng)于人類的交感神經(jīng)，接管機(jī)器人的安全、迅速控制機(jī)器人以及緊急情況停止等；
輸入輸出模塊，相當(dāng)于檢測(cè)反應(yīng)神經(jīng)，是機(jī)器人與外部世界的接口。
控制技術(shù)
機(jī)器人的控制技術(shù)，指的是快速準(zhǔn)確地操作機(jī)器人應(yīng)用的一個(gè)領(lǐng)域。機(jī)器人的一大優(yōu)點(diǎn)就是它的程序可以很容易修改，這一點(diǎn)可以讓他們?cè)诓煌膱?chǎng)景切換使用。為了能夠使人們操控機(jī)器人，就必須依靠示教器來進(jìn)行。在示教器的顯示界面上，我們可以看到機(jī)器人的編程語(yǔ)言HR Basic以及機(jī)器人的各項(xiàng)狀態(tài)。我們可以通過示教器來完成機(jī)器人的編程。
控制技術(shù)的第二個(gè)部分是通過繪制表格，然后根據(jù)圖表來控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。我們可以使用計(jì)算出的力學(xué)數(shù)據(jù)來完成對(duì)機(jī)器人的規(guī)劃和動(dòng)作控制。
此外，機(jī)器視覺，以及最近熱門的人工智能沉浸式深度學(xué)習(xí)及分類等這些，都是屬于控制技術(shù)的范疇。
現(xiàn)代機(jī)器人也有專門的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，來研究機(jī)器人的控制技術(shù)。除此之外，我們也有機(jī)械系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)來負(fù)責(zé)機(jī)器人的本體，控制平臺(tái)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)控制器，以及應(yīng)用控制團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)控制技術(shù)。正是多個(gè)部門的團(tuán)結(jié)協(xié)作，才組成了如今的現(xiàn)代機(jī)器人。
現(xiàn)代機(jī)器人研究所
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