工業(yè)機器人的組成部分及發(fā)展趨勢

工業(yè)機器人的組成

　　一般來說，工業(yè)機器人由三大部分六個子系統(tǒng)組成。三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分;六個子系統(tǒng)可分為機械結構系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

　　1.機械結構系統(tǒng)

　　從機械結構來看，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)機器人的特點是一個軸的運動會改變另一個軸的坐標原點，而并聯(lián)機器人一個軸運動則不會改變另一個軸的坐標原點。

　　2.驅動系統(tǒng)

　　驅動系統(tǒng)是向機械結構系統(tǒng)提供動力的裝置。根據(jù)動力源不同，驅動系統(tǒng)的傳動方式分為液壓式、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。由于液壓系統(tǒng)存在泄露、噪聲和低速不穩(wěn)定等問題，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合使用液壓驅動的工業(yè)機器人。

　　3.感知系統(tǒng)

　　機器人感知系統(tǒng)把機器人各種內(nèi)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(shù)據(jù)和信息，除了需要感知與自身工作狀態(tài)相關的機械量，如位移、速度和力等，視覺感知技術是工業(yè)機器人感知的一個重要方面。視覺伺服系統(tǒng)將視覺信息作為反饋信號，用于控制調(diào)整機器人的位置和姿態(tài)。

　　4. 機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)

　　機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)是實現(xiàn)機器人與外部環(huán)境中的設備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。機器人與外部設備集成為一個功能單元，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去執(zhí)行復雜任務的功能單元。

　　5.人機交互系統(tǒng)

　　人機交互系統(tǒng)是人與機器人進行聯(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。

　　6.控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)的任務是根據(jù)機器人的作業(yè)指令以及從傳感器反饋回來的信號，支配機器人的執(zhí)行機構去完成規(guī)定的運動和功能。如果機器人不具備信息反饋特征，則為開環(huán)控制系統(tǒng);具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

　　工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢

　　1.人機協(xié)作

　　隨著機器人從與人保持距離作業(yè)向與人自然交互并協(xié)同作業(yè)方面發(fā)展。拖動示教、人工教學技術的成熟，使得編程更簡單易用，降低了對操作人員的專業(yè)要求，熟練技工的工藝經(jīng)驗更容易傳遞。

　　2.自主化

　　目前機器人從預編程、示教再現(xiàn)控制、直接控制、遙操作等被操縱作業(yè)模式向自主學習、自主作業(yè)方向發(fā)展。智能化機器人可根據(jù)工況或環(huán)境需求，自動設定和優(yōu)化軌跡路徑、自動避開奇異點、進行干涉與碰撞的預判并避障等。

　　3.智能化、信息化、網(wǎng)絡化

　　越來越多的3D視覺、力傳感器會使用到機器人上，機器人將會變得越來越智能化。隨著傳感與識別系統(tǒng)、人工智能等技術進步，機器人從被單向控制向自己存儲、自己應用數(shù)據(jù)方向發(fā)展，逐漸信息化。隨著多機器人協(xié)同、控制、通信等技術進步，機器人從獨立個體向相互聯(lián)網(wǎng)、協(xié)同合作方向發(fā)展。