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工業(yè)用機(jī)器人簡單概述及技術(shù)要點(diǎn)
DANBACH ROBOT
工業(yè)機(jī)器人常用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)，延伸以及擴(kuò)大了人的手足大腦等功能，它可以代替人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中的工作。
工業(yè)用機(jī)器人般由主架構(gòu)(手臂)、手腕、驅(qū)動系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、控制器及傳感器等組成。
機(jī)器人手臂具有3個(gè)自由度(運(yùn)動坐標(biāo)軸)，機(jī)器人作業(yè)空間由手臂運(yùn)動范圍決定。
手腕是機(jī)器人工具(如焊槍、噴嘴、機(jī)加工刀具、夾爪)與主構(gòu)架的連接機(jī)構(gòu)，它具有3個(gè)自由度。
驅(qū)動系統(tǒng)為機(jī)器人各運(yùn)動部件提供力、力矩、速度、加速度。
測量系統(tǒng)用于機(jī)器人運(yùn)動部件的位移、速度和加速度的測量。
控制器(RC)用于控制機(jī)器人各運(yùn)動部件的位置、速度和加速度，使機(jī)器人手爪或機(jī)器人工具的中心點(diǎn)以給定的速度沿著給定軌跡到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。通過傳感器獲得搬運(yùn)對象和機(jī)器人本身的狀態(tài)信息，如工件及其位置的識別，障礙物的識別，抓舉工件的重量是否過載等。
機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動作的時(shí)間等。具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提示和使用方便等特點(diǎn)。
關(guān)鍵技術(shù)包括：
1) 開放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：采用分布式CPU計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，分為機(jī)器人控制器(RC)，運(yùn)動控制器(MC)，光電隔離I/O控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機(jī)器人控制器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN總線進(jìn)行通訊。機(jī)器人控制器(RC)的主計(jì)算機(jī)完成機(jī)器人的運(yùn)動規(guī)劃、插補(bǔ)和位置伺服以及主控邏輯、數(shù)字I/O、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。
2) 模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng):軟件系統(tǒng)建立在基于開源的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)Lmux上，采用分層和模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開放性。整個(gè)控制器軟件系統(tǒng)分為三個(gè)層次：硬件驅(qū)動層、核心層和應(yīng)用層。三個(gè)層次分別面對不同的功能需求，對應(yīng)不同層次的開發(fā)，系統(tǒng)中各個(gè)層次內(nèi)部由若干個(gè)功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協(xié)作共同實(shí)現(xiàn)該層次所提供的功能。
3) 機(jī)器人的故障診斷與安全維護(hù)技術(shù)：通過各種信息，對機(jī)器人故障進(jìn)行診斷，并進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)，是保證機(jī)器人安全性的關(guān)鍵技術(shù)。
4) 網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人控制器技術(shù)：目前機(jī)器人的應(yīng)用工程由單臺機(jī)器人工作站向機(jī)器人生產(chǎn)線發(fā)展，機(jī)器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得越來越重要?？刂破魃暇哂写?、現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能。可用于機(jī)器人控制器之間和機(jī)器人控制器同上位機(jī)的通訊，便于對機(jī)器人生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控、診斷和管理。
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