工业机器人是自动执行工作的机器装置,可以协助或取代人类的工作。工业机器人通常由三大部分六个子系统组成。
三大部分分别是机械部分、传感部分和控制部分,六个子系统是指机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
1.机械部分包括机械结构系统和驱动系统两个子系统。
机械结构系统是工业机器人的执行机构,主要由臂部、腕部和手部三个子系统组成。从机械结构来看,工业机器人总体可分为串联机器人和并联机器人。串联机器人的特点是一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点,而并联机器人一个轴运动则不会改变另一个轴的坐标原点。早起的工业机器人都属于串联机器人。
驱动系统是提供机器人各部分、各关节动作的原动力,根据动力源不同,驱动系统的传动方式分为液压式、气压式、电气式和机械式4种。早期的工业机器人采用液压驱动,目前使用最多的驱动方式是电力驱动,电源取用方便,响应快,驱动力大,信号检测、传递、处理方便,并可以采用多种灵活的控制方式。
2.传感部分主要分为感知系统和机器人-环境交互系统两个子系统。
感知系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成,可以把机器人各种内部状态信息和环境信息从信号转变为机器人自身或者机器人之间能够理解和应用的数据和信息。
机器人-环境交互系统是实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统,如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。
3.控制部分分为人机交互系统和控制系统两个子系统。
人机交互系统是人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置。
控制系统的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号,支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式可分为点位控制和连续轨迹控制。
这些子系统相互协调工作,使工业机器人能够完成各种自动化作业。