四轴搬运工业机器人设计文献综述

 2022-07-24 13:55:18


综 述

机器人技术是一门涉及到机械技术、自动控制技术、计算机技术、传感技术、气动液压技术及材料技术等的综合性技术。自世界上第一台工业机器人诞生以来,机器人技术及其相关产品发展迅速,已成为柔性制造系统、自动化工厂、计算机集成制造系统中不可或缺的自动化生产装备。工业机器人在工业生产中的广泛运用,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本也有着十分重要的意义。和互联网技术一样,机器人技术的迅速发展和工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。

工业机器人最显著的特点有以下几个:

  1. 可编程。工业机器人可随其工作环境及生产条件变化的需要而进行再编程,因此它在小批量多品种的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

(2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等的部分,在控制上有计算机。此外,第三代智能机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如视觉传感器、声觉传感器、接触传感器、力传感器、负载传感器等。

(3)通用性。除了专门设计的专用工业机器人外,一般工业机器人具有较好的通用性,通过更换执行机构可以执行不同的作业任务。比如,物料搬运机器人可以通过更换工业机器人手部末端执行机构(手爪部分)便可执行不同的搬运任务。

(4)机电一体化。工业机器人技术涉及的学科技术相当广泛,其中最鲜明的就是机电一体化技术。第三代智能机器人能够人工的实现认识能力、学习能力、抽象思维能力和环境适应能力,按照人工智能决定行动都是得益于微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用。

近年来,工业机器人在向智能化、模块化和系统化方向发展,其发展趋势主要表现在结构的模块化和可重构化;控制技术的开放化、PC化和网络化;伺服驱动技术的数字化和分散化;多传感器融合技术的实用化;工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。可见机器人技术的发展可以带动其他相关技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也体现了一个国家整体科学技术和工业技术的发展水平。

目前,很大一部分的工业机器人应用于物流搬运中,极大的提高了物流的自动化水平。随着科学技术的发展,搬运工业机器人在各方面的性能都得到了很大的改善和提高。在手爪的机械结构方面,根据所应用场合的不同以及对工件夹持的特殊要求,采取了多种形式的机械结构来完成对工件的夹紧和防止工件脱落的锁紧。在针对相同的任务目标,采取多种运动方式相结合的方式来实现预定的目的。驱动方面采用了一台工业机器人使用多种驱动方式,有液压驱动、气压驱动、步进电机驱动、伺服电机的驱动等,而且越来越多的搬运机器人采用混合驱动系统,这样能够更好的发挥各种驱动方式的优点,避免缺点,同时在控制精度方面和搬运效率方面都有了很大的提高。在搬运机械手的控制方面也出现了多种控制方式,既有原始的电控机械手,也有PLC控制的机械手。

在物料搬运方面,近年来呈现出的主要趋势就是系统化。无论是国内还是国外,物料搬运的发展都逐渐由单一设备走向成套设备,由单机走向系统。随着科学技术的发展,对物料的搬运系统也提出了新的要求,其特点是力求减少库存、压缩等待和辅助时间,使多品种、少批量的物料准时到达要求的地点。这一趋势在机械工业方面得到了很大的应用,正是由于工业机器人的应用,极大促进了生产水平和自动化水平的提高。

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