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干貨 | 一文搞懂工業(yè)機器人系統(tǒng)!

日期:2018-05-28 人氣: 來源:etongyue.com 作者:ABB機器人維修

簡介:在我們心中的機器人都是被人格化后的機器人形象。那么,把機器人尤其是工業(yè)機器人形象解構(gòu)以后,他又會是什么樣子呢? 這樣專業(yè)的問題,讓我們聽聽東南大學(xué)段晉軍博士怎么說。(以下部分內(nèi)容摘自段博在《機器人大講堂》中的分享,我們重點介紹一下工業(yè)機器人……
  
  在我們心中的機器人都是被人格化后的機器人形象。那么,把機器人尤其是工業(yè)機器人形象解構(gòu)以后,他又會是什么樣子呢?
  這樣專業(yè)的問題,讓我們聽聽東南大學(xué)段晉軍博士怎么說。(以下部分內(nèi)容摘自段博在《機器人大講堂》中的分享,我們重點介紹一下工業(yè)機器人系統(tǒng))
  平時不論是新聞上看到的工業(yè)機器人、雙足機器人、四足機器人還是動漫作品里的機器人形象大部分是機器人本體,而機器人控制系統(tǒng)則是幕后功臣,類似于人的大腦,這個控制系統(tǒng)往往安裝在機器人本體的內(nèi)部或是有一個單獨的控制單元。
  大家來看下面的一幅圖(摘在固高科技的官網(wǎng)),這幅圖描繪了一個工業(yè)機器人系統(tǒng)的概貌,一個工業(yè)機器人系統(tǒng)包括了機器人本體、伺服電機(或者是直流電機)、減速機、驅(qū)動器、控制器、示教器、還有一些外圍的設(shè)備,比如攝像頭、六維力傳感器、IO模塊、焊接部件等等。
干貨 | 一文搞懂工業(yè)機器人系統(tǒng)!
  對于一個工業(yè)機器人系統(tǒng)而言,我們對上面的圖進行簡化,將剛才的工業(yè)機器人系統(tǒng)簡化,抽取出工業(yè)機器人系統(tǒng)中必不可少的部分:控制系統(tǒng)、機器人本體和示教器。
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  而控制系統(tǒng)從常規(guī)結(jié)構(gòu)上可以分為兩部分:執(zhí)行機構(gòu)和控制系統(tǒng)。執(zhí)行機構(gòu)包括機器人本體、伺服電機和減速裝置;控制系統(tǒng)則分為控制器、伺服驅(qū)動器、示教器和拓展模塊,其中拓展模塊包括力覺模塊、視覺模塊、抓取模塊等,也就是說我們我們所看到的機器人能完成的每個動作,都需要添加拓展模塊。
  對于工業(yè)機器人系統(tǒng)而言,示教器是用于與用戶交互的設(shè)備,它能夠處理和記憶用戶賦予工業(yè)機器人的任務(wù)指令。一般情況下,它分為三種模式:示教模式、在線模式和遠程模式。
  示教模式用于示教機器人的動作序列,最終以作業(yè)的形式保存在示教盒中;
  在線模式是復(fù)現(xiàn)用戶示教的作業(yè),此時需要示教器對作業(yè)進行在線解析,并將解析結(jié)果發(fā)送給控制器。
  遠程模式是指用戶可以通過一根網(wǎng)線或是通過網(wǎng)絡(luò)的形式控制機器人動作,此時,用戶不一定就在機器人旁邊,可以是遠程遙控。
  更通俗一點的理解:示教器就像遙控賽車的遙控器,用遙控器操縱賽車和使用示教器控制工業(yè)機器人是一樣的道理,emmm,這么一想好像高大上的工業(yè)機器人也變得沒那么神秘了。
  當(dāng)然了,示教器的界面風(fēng)格也不盡相同,下面是部分示教器的樣子
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  說完了示教器,我們來聊一聊控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的指揮中心,現(xiàn)在市面上控制系統(tǒng)有三種架構(gòu):基于IPC的總線式開放控制架構(gòu)、PC+運動控制卡的分離架構(gòu)以及高度集成的控制架構(gòu)。
  其中,基于IPC的總線式開放控制架構(gòu)目前使用較多,優(yōu)勢在于易于擴展,實時性好;PC+運動控制卡的分離架構(gòu)則稍遜,其拓展性弱,系統(tǒng)笨重且繁瑣;而高度集成的控制架構(gòu)則主要適用于小型機器人系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的實現(xiàn)基本要靠一行行的代碼來實現(xiàn),其內(nèi)部包括了底層驅(qū)動、建模、運動學(xué)、動力學(xué)、軌跡規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃等非常復(fù)雜的code。
  最后,我們來說說機器人本體,它就像人的胳膊或腿,它是一個執(zhí)行機構(gòu),它接收來自機器人控制系統(tǒng)的指令,千萬別以為本體只是個執(zhí)行器,本體中的電機和減速機可都是機器人本體的核心零部件,尤其是減速機。
  說了這么多,那么工業(yè)機器人的應(yīng)用場景有哪些呢?
  在眾多的制造業(yè)領(lǐng)域中,工業(yè)機器人應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域是汽車及汽車零部件制造業(yè),并不斷向其他領(lǐng)域擴展,如機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材和家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。
  在工業(yè)生產(chǎn)中,焊接機器人、激光加工機器人、噴涂機器人、搬運機器人、機床機器人、沖壓機器人、真空機器人等工業(yè)機器人都已被大量采用。
  往往上面呈現(xiàn)的形式是:用戶示教工業(yè)機器人一組固定的任務(wù)序列,若是加上視覺傳感器或力覺傳感器,工業(yè)機器人將有了視覺感知能力和觸覺感知能力。當(dāng)賦予了工業(yè)機器人感知能力,工業(yè)機器人會被擴展到更為廣闊的場合。比如人機協(xié)作,人機交互,基于視覺的物流揀選、精密裝配等,基于力覺的打磨、去毛刺、柔性裝配等應(yīng)用場合。

文章來源,工業(yè)機器人維修官網(wǎng):etongyue.com

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