AVENTICS閥島R414011101

工業(yè)機器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節機械手或多自由度的機器裝置，具有一定的自動(dòng)性，可依靠自身的動(dòng)力能源和控制能力實(shí)現各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)機器人被廣泛應用于電子、物流、化工等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域之中。

一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)機器人由三大部分六個(gè)子系統組成。
三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。
六個(gè)子系統可分為機械結構系統、驅動(dòng)系統、感知系統、機器人-環(huán)境交互系統、人機交互系統和控制系統。
1.機械結構系統
從機械結構來(lái)看，工業(yè)機器人總體上分為串聯(lián)機器人和并聯(lián)機器人。串聯(lián)機器人的特點(diǎn)是一個(gè)軸的運動(dòng)會(huì )改變另一個(gè)軸的坐標原點(diǎn)，而并聯(lián)機器人一個(gè)軸運動(dòng)則不會(huì )改變另一個(gè)軸的坐標原點(diǎn)。早期的工業(yè)機器人都是采用串聯(lián)機構。并聯(lián)機構定義為動(dòng)平臺和定平臺通過(guò)至少兩個(gè)獨立的運動(dòng)鏈相連接，機構具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度，且以并聯(lián)方式驅動(dòng)的一種閉環(huán)機構。并聯(lián)機構有兩個(gè)構成部分，分別是手腕和手臂。手臂活動(dòng)區域對活動(dòng)空間有很大的影響，而手腕是工具和主體的連接部分。與串聯(lián)機器人相比較，并聯(lián)機器人具有剛度大、結構穩定、承載能力大、微動(dòng)精度高、運動(dòng)負荷小的優(yōu)點(diǎn)。在位置求解上，串聯(lián)機器人的正解容易，但反解十分困難；而并聯(lián)機器人則相反，其正解困難，反解卻非常容易。
2.驅動(dòng)系統
驅動(dòng)系統是向機械結構系統提供動(dòng)力的裝置。根據動(dòng)力源不同，驅動(dòng)系統的傳動(dòng)方式分為液壓式、氣壓式、電氣式和機械式4種。早期的工業(yè)機器人采用液壓驅動(dòng)。由于液壓系統存在泄露、噪聲和低速不穩定等問(wèn)題，并且功率單元笨重和昂貴，目前只有大型重載機器人、并聯(lián)加工機器人和一些特殊應用場(chǎng)合使用液壓驅動(dòng)的工業(yè)機器人。氣壓驅動(dòng)具有速度快、系統結構簡(jiǎn)單、維修方便、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。但是氣壓裝置的工作壓強低，不易定位，一般僅用于工業(yè)機器人末端執行器的驅動(dòng)。氣動(dòng)手抓、旋轉氣缸和氣動(dòng)吸盤(pán)作為末端執行器可用于中、小負荷的工件抓取和裝配。電力驅動(dòng)是目前使用多的一種驅動(dòng)方式，其特點(diǎn)是電源取用方便，響應快，驅動(dòng)力大，信號檢測、傳遞、處理方便，并可以采用多種靈活的控制方式，驅動(dòng)電機一般采用步進(jìn)電機或伺服電機，目前也有采用直接驅動(dòng)電機，但是造價(jià)較高，控制也較為復雜，和電機相配的減速器一般采用諧波減速器、擺線(xiàn)針輪減速器或者行星齒輪減速器。由于并聯(lián)機器人中有大量的直線(xiàn)驅動(dòng)需求，直線(xiàn)電機在并聯(lián)機器人領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應用。
3.感知系統
機器人感知系統把機器人各種內部狀態(tài)信息和環(huán)境信息從信號轉變?yōu)闄C器人自身或者機器人之間能夠理解和應用的數據和信息，除了需要感知與自身工作狀態(tài)相關(guān)的機械量，如位移、速度和力等，視覺(jué)感知技術(shù)是工業(yè)機器人感知的一個(gè)重要方面。視覺(jué)伺服系統將視覺(jué)信息作為反饋信號，用于控制調整機器人的位置和姿態(tài)。機器視覺(jué)系統還在質(zhì)量檢測、識別工件、食品分揀、包裝的各個(gè)方面得到了廣泛應用。感知系統由內部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，智能傳感器的使用提高了機器人的機動(dòng)性、適應性和智能化水平。
4. 機器人-環(huán)境交互系統
機器人-環(huán)境交互系統是實(shí)現機器人與外部環(huán)境中的設備相互聯(lián)系和協(xié)調的系統。機器人與外部設備集成為一個(gè)功能單元，如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等。當然也可以是多臺機器人集成為一個(gè)去執行復雜任務(wù)的功能單元。
5.人機交互系統
人機交互系統是人與機器人進(jìn)行聯(lián)系和參與機器人控制的裝置。例如：計算機的標準終端、指令控制臺、信息顯示板、危險信號報警器等。 [3] 
6.控制系統
控制系統的任務(wù)是根據機器人的作業(yè)指令以及從傳感器反饋回來(lái)的信號，支配機器人的執行機構去完成規定的運動(dòng)和功能。如果機器人不具備信息反饋特征，則為開(kāi)環(huán)控制系統；具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控制系統。根據控制原理可分為程序控制系統、適應性控制系統和人工智能控制系統。根據控制運動(dòng)的形式可分為點(diǎn)位控制和連續軌跡控制。

在工業(yè)生產(chǎn)中，零件的裝配是一件工程量的工作，需要大量的勞動(dòng)力，曾經(jīng)的人力裝配因為出錯率高，效率低而逐漸被工業(yè)機器人代替。裝配機器人的研發(fā)，結合了多種技術(shù)，包括通訊技術(shù)、自動(dòng)控制、光學(xué)原理、微電子技術(shù)等。研發(fā)人員根據裝配流程，編寫(xiě)合適的程序，應用于具體的裝配工作。裝配機器人的大特點(diǎn)，就是安裝精度高、靈活性大、耐用程度高。因為裝配工作復雜精細，所以我們選用裝配機器人來(lái)進(jìn)行電子零件，汽車(chē)精細部件的安裝。

一、氣動(dòng)系統的組成
組成部分
氣源裝置：氣泵、氣站、三聯(lián)件等；主要是把空氣壓縮到原來(lái)體積的1/7左右形成壓縮空氣，并對壓縮空氣進(jìn)行處理，終可以向系統供應干凈、干燥的壓縮空氣
執行元件：氣缸、擺動(dòng)缸、氣動(dòng)馬達等；利用壓縮空氣實(shí)現不同的動(dòng)作，來(lái)驅動(dòng)不同 的機械裝置，可以實(shí)現往復直線(xiàn)運動(dòng)、旋轉運動(dòng)及擺動(dòng)等
控制元件：換向閥、順序閥、壓力控制閥、調速；氣動(dòng)控制元件由末級主控元件及信號處理及控制元件組成，其中主控元件主要控制執行元件 的運動(dòng)方向，信號處理及控制元件主要控制執行元件的運動(dòng)速度、時(shí)間、順序、行程及系統壓力等。
輔助元件：氣管、過(guò)濾器、油霧器、靜音器等；連接元件之間所需的一些元器件，以及對系 統進(jìn)行消聲、冷卻、測量等。
壓縮空氣：空氣；向系統提供動(dòng)力的工作介質(zhì)。

二、氣動(dòng)系統控制結構特點(diǎn)；信號執行→信號輸出→信號處理→信號輸入→輔助元件→輔助元件→信號處理及控制元件→氣動(dòng)執行元件→信號處理及控制元件→未級主控元件

三、氣源裝置及氣源調節裝置
1、氣源裝置的組成：空氣壓縮機→后冷卻器→油水分離器→儲氣罐→初過(guò)濾器→干燥器→精密過(guò)濾器→系統
2、氣源調節裝置的組成
從空氣壓縮機輸出的壓縮空氣并不能*氣動(dòng)元件對氣源質(zhì)量的要求。通常在氣動(dòng)系統前面安裝氣源調節裝置。 
氣源調節裝置的組成：
氣源→過(guò)濾器→調壓閥（減壓閥）→壓力表→油霧器（噴霧潤滑器）→換向閥

四、氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)
1.氣動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
（1）工作介質(zhì)是壓縮空氣，空氣到處都有，用量不受限制， 排氣處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境。
（2）壓縮空氣為快速流動(dòng)的工作介質(zhì)，故可獲得較高的工 作速度。
（3）純氣動(dòng)控制具有防火、防爆、耐潮等優(yōu)點(diǎn)。
（4）氣動(dòng)裝置結構簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護簡(jiǎn)單。
（5）輸出力及工作速度調節方便，大小可無(wú)限變化。
（6）因為空氣的可壓縮性，黏度很小(約為液壓油的萬(wàn)分之一)，且流動(dòng)阻力小，在管道中流動(dòng)的壓力損失較小，所以氣動(dòng) 系統可儲存能量，實(shí)現集中供氣和遠距離輸送。
 2.氣動(dòng)技術(shù)的缺點(diǎn)
（1）空氣具有可壓縮性，不易實(shí)現準確定位和速度控
（2）氣缸輸出的力能滿(mǎn)足許多應用場(chǎng)合，但其輸出力較小，限制在20～30kN之間。
（3）氣動(dòng)裝置中的信號傳動(dòng)速度比光、電控制速度慢 ，所以不宜用于信號傳遞速度要求十分高的復雜線(xiàn)路中， 且實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的遙控也比較困難，但對一般的機械設備 來(lái)說(shuō)，氣動(dòng)信號的傳遞速度是能滿(mǎn)足工作要求。
（4）排氣噪聲較大，現在這個(gè)問(wèn)題已因吸聲材料和靜音的發(fā)展獲得了解決。

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