干貨滿滿！工業機器人的要點

1、工業機器人定義及特點

定義：機器人是一個在三維空間具有較多自由度的，并能實現諸多擬人動作和功能的機器：而工業機器人則是在工業生產上應用的機器人。

特點：可編程、擬人化、通用性、機電一體化。

 

2、工業機器人有哪幾個子系統組成?各自的作用是什么

驅動系統：使機器人運行起來的傳動裝置。

機械結構系統：由機身 手臂 末端操作器 三大件 組成的一個多自由度的機械系統。

感受系統：由內部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成 獲取內部和外部環境狀態的信息。

機器人-環境交互系統：實現工業機器人與外部環境中的設備相互聯系和協調的系統。

人-機交互系統：是操作人員參與機器人控制與機器人進行聯系的裝置。

控制系統：根據機器人的作業指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配機器人的執行機構去完成規定的運動和功能。

 

3、什么是機器人的自由度

自由度是指機器人所具有的獨立坐標軸運動的數目，不應包括手爪(末端操作器)的開合自由度，在三維空間中描述一個物體的位置和姿態需要六個自由度，位置操作需要3個自由度(腰 肩 肘)姿態操作需要3個自由度(俯仰 偏航 側滾)。但是工業機器人的自由度，但是工業機器人的自由度是根據其用途而設計的可能小于6個自由度，也可能大于6個自由度。

 

4、工業機器人的主要技術參數有哪些

自由度、重復定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力。

 

5、機身和臂部的作用各是什么，在設計時應注意哪些問題

機身是支承臂部的部件，一般實現升降回轉和俯仰等運動。

機身設計時需要注意：

要有足夠的剛度和穩定性；運動要靈活，升降運動的導套長度不宜過短，避免發生卡死現象，一般要有導向裝置；構布置要合理臂部是支承腕部手部和工件的靜動載荷的部件，尤其高速運動時將產生較大的慣性力，引起沖擊，影響定位的準確性。

設計臂部時要注意：

剛度要求高；導向性好；重量輕；運動要平穩，定位精度要高。

其它傳動系統應盡量簡短以提高傳動精度和效率 ;各部件布置要合理，操作維護要方便;特殊情況特殊考慮，在高溫環境中應考慮熱輻射的影響腐蝕性環境中應考慮防腐蝕問題。危險環境應考慮防暴問題。

 

6、手腕上的自由度主要起什么作用

手腕上的自由度主要是實現手部所期望的姿態。為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能實現對空間三個坐標軸XYZ的轉動。即具有翻轉俯仰和偏轉三個自由度。

 

7、手部的作用和特點

機器人手部的作用：工業機器人的手部也叫末端操作器是用來握持工件或工具的部件

特點：

手部是一個獨立的部件；手部是工業機器人的末端操作器。不一定與人的手部結構相同。可以具有手指也可以不具有手指：可以有手爪也可以是專用工具；手部與手腕相連處可拆卸；手部的通用性比較差。

 

8、按握持原理手部分為幾類，包括哪些具體形式

按握持原理，手部分為兩類。夾持類：包括內撐式、外夾式、平移外夾式、勾托式和彈簧式; 吸附類：磁吸式、氣吸式。

 

9、真空式吸盤根據工作原理可分為幾類

真空吸盤：利用真空泵抽出吸附頭的空氣而形成真空。

噴吸式吸盤：利用伯努利效應產生負壓，伯努利效應：流體速度加快時，物體與流體接觸的界面上的壓力會減少，反之壓力會增加。借助壓縮空氣和真空發生器無需專用真空泵應用廣泛。

擠氣負壓式吸盤：靠機械作用實現真空和釋放真空，無需真空泵系統也不需要壓縮空氣氣源，經濟方便，但可靠性稍差。

 

10、液壓和氣壓傳動在操作力、傳動性能和控制性能方面的區別

操作力：液壓可得到很大的直線運動力和回轉力抓取重量1000到8000N，氣壓可得到較小的直線運動力和回轉力，抓取重量小于300N。

傳動性能：液壓壓縮性小，傳動平穩無沖擊，基本上無傳動滯后現象，反映靈敏運動速度最高達2m/s，氣壓壓縮空氣粘度小、管路損失小、流速大可達較高速度，但高速時平穩性差、沖擊較嚴重，通常汽缸50到500mm/s。

控制性能：液壓壓力P流量Q均容易控制，可無極調速通過調節PQ可較方便地控制輸出，功率達到較高的定位精度(-0.5到+0.5)，氣壓低速不易控制，難準確定位，一般不做伺服控制。

 

11、伺服電機和步進電機的性能有何不同

控制精度不同：伺服電機控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證，伺服電機控制精度高于步進電機。

低頻特性不同：伺服電機運轉非常平穩，即使低速時也不會出現振動現象，一般伺服電機低頻性能好于步進電機。

過載能力不同：步進電機不具備過載能力，伺服電機具有較強的過載能力。

運行性能不同：步進電機的控制為開環控制，交流伺服驅動系統為閉環控制。

速度響應性能不同：交流伺服系統加速度性能較好。

 

近期資訊

工業機器人前2月累計增速創近年新高！

據Wind數據，工業機器人行業2021年前2個月累計產量45433臺，同比增長117.60%，遠高于2020年全年的19.10%增長幅度。主要原因在于，一方面，國內工業機器人2020年前2月受新冠疫情影響，大幅萎縮，同比下滑了19.40%，導致2021年前2個月的比較基數較低；另一方面，我國固定資產投資在2021年初延續了2020年的上升勢頭，也有效推動國內工業機器人產量的上升。