工业机器人发展功能控制系统分类特点构成等内容详述环保设备
2022-07-13 18:07:06 煎饼机械网
原标题：工业机器人发展、功能、控制系统分类、特点、构成等内容详述
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。接下来小编为大家介绍一下工业机器人的相关知识，包括：工业机器人发展、功能、控制系统分类、特点、构成、指令编辑、作业检查、编程概要。
工业机器人发展
1、近年来，受到人力成本和人口结构的影响，亚洲地区机器人产业快速增长，中国成为了世界最大的机器人市场，据国际机器人联合会（IFR）预测，到2020年，将有170万个新工业机器人应用到世界各地的工厂中；
2、工业机器人是实现柔性自动化的基础设施，越来越灵活的机器人产品满足工厂的需求，有利于加快企业对市场的响应速度。2017年全球机器人市场保持着强劲的增长趋势，报告显示，亚洲澳大利亚地区的机器人安装量增加了21%，美洲机器人供应增长16%，欧洲增长8%；
3、随着机器人技术的不断成熟，机器人的精度越来越高，加上物联网连接功能的提升，使得机器人成为工业数字化转型中的关键角色，据IFR预测，到2020年世界工业机器人存量将达到30万台，2016年世界机器人库存为18.28万台，这意味着未来几年机器人市场保持14%的增长速度。
工业机器人的功能
机器人控制系统是机器人的重要组成部分，用于对操作机的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下：
1、记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息；
2、示教功能：离线编程，在线示教，间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种；
3、与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口；
4、坐标设置功能：有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系；人机接口：示教盒、操作面板、显示屏；
5、传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等；
6、位置伺服功能：机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等；
7、故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。
工业机器人控制系统分类
1、程序控制系统：给每一个自由度施加一定规律的控制作用，机器人就可实现要求的空间轨迹；
2、自适应控制系统：当外界条件变化时，为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善控制品质，其过程是基于操作机的状态和伺服误差的观察，再调整非线性模型的参数，一直到误差消失为止。这种系统的结构和参数能随时间和条件自动改变；
3、人工智能系统：事先无法编制运动程序，而是要求在运动过程中根据所获得的周围状态信息，实时确定控制作用。
工业机器人的特点
1、可编程
生产自动化的进一步发展是柔性启动化，工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率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、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力；
3、通用性
除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性，比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务；
4、工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关，因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。
工业机器人的构成
一、工业机器人系统的构成：
工业机器人机器人系统主要包括：机器人本体、控制柜、编程示教盒三部分。配件有控制柜与机械本体的电缆连线，包括：码盘电缆、动力电缆，还有为整个系统供电的电源电缆、变压器。
二、机器人本体（以六轴机器人为例）：
本体设计有六个轴，可以进行6个维度的旋转，俗称六轴工业机器人，六轴的设计基本上可以满足我们在实际生产中所有维度的生产动作需求，所有你很少再听说有七轴、八轴工业机器人。
三、工业机器人控制柜：
工业机器人控制柜是整个工业机器人系统的大脑，工业机器人任何的动作将将有控制柜进行控制；工业机器人控制柜前面板上有控制柜电源开关、门锁以及各按钮/指示灯，示教盒悬挂在按钮下方的挂钩上，控制柜底部是互联电缆接口。
四、工业机器人示教器：
工业机器人示教器是一个人机交互设备。通过它操作者可以操作机器人运动、完成示教编程、实现对系统的设定、故障诊断等。
工业机器人指令编辑
一、工业机器人指令记录
以DELAY 指令为例，进入工业机器人编辑模式并移动光条到最后一条指令行上，按选择确认按键执行：
二、工业机器人指令的删除
进入工业机器人编辑模式并移动光条到要删除的指令行上，选择删除按键，在按确认键确认，完成删除。
三、工业机器人指令修改
工业机器人指令修改只能修改光标所在行的指令中的工业机器人参数，不能将该行指令修改成其它工业机器人指令；如果需要修改成其它指令，需要先删除该行指令，再插入新指令。下面介绍如何修改工业机器人指令参数，以CALL 指令为例：进入工业机器人编辑模式并移动光条到要修改的指令行上。
四、工业机器人指令的插入
工业机器人指令插入与工业机器人记录指令的操作过程是一样的，只是在工业机器人记录指令操作时按确认键，在工业机器人插入指令操作时先按插入键后再按确认键。
工业机器作业检查
一、工业机器人正/反运动:
工业机器人带有运动指令的前台程序在自动运行前，一定要进行手动检查，手动检查通过[正向运动]、[反向运动]实现，工业机器人在示教模式下，使用示教盒上的正反向运动键，检查示教点的位置是否恰当，每当按住[正向运动]和[反向运动]键，工业机器人运动一步。
工业机器人正/反向运动可以从程序任意一行开始执行，用光标键移动光条，然后按住[正向运动]或[反向运动]键，机器人运动到当前示教点（光条所在位置）。
二、工业机器人正反向运动的说明：
1、工业机器人 正向运动的功能
以步号的顺序，使柜员机机器人运动。当按下[正向运动]键时，只有运动指令被执行，工业机器人执行一个循环后停止，当到达END 指令时，即使按下[正向运动]键，工业机器人也不会运动，但是，在子程序的末尾，工业机器人运动到CALL 指令的下一条运动指令处。
2、工业机器人反向运动的功能
工业机器人以步号的相反顺序，使工业机器人运动。只有运动指令被执行，工业机器人执行一个循环后停止，当到达第一步时，即使按下[正向运动]键，工业机器人也不会运动，但是，在子程序的开始，工业机器人运动到CALL 指令的上一条运动指令处。
3、工业机器人圆弧的正反向运动
工业机器人以直线运动到第一个MOVC 指令的位置点。工业机器人进行圆弧运动必须有三条MOVC 指令，当工业机器人在两条MOVC 指令中间停下来，在工业机器人的位置点没动的情况下，继续按下[正向运动]和[反向运动]键，工业机器人仍进行圆弧运动。但是，在机器人的位置点移动的情况下，继续按下[正向运动]键，工业机器人以直线运动到P2 点，在P2 到P3 点恢复圆弧运动，如下图所示。
三、工业机器人程序检查操作步骤：
1、工业机器人正向运动检查，检查前需要先上伺服电，deadman、shift、正向运动键同时按下，机器人按选择程序从上往下开始运行，deadman、shift、正向运动键任意一个放开工业机器人停止运行；
2、工业机器人反向运动检查。操作同正向运动检查是一样的。
工业机器人编程概要
一、编程的目的
通过机器人编程可保证运动过程和流程将自动完成并始终可反复，为此，控制器需要大量的信息，以保证机器人能够根据我们的设想，进行往复运动，以达到我们的目的，控制器需要获取的信息有：
1、机器人位置 = 工具的空间位置；
2、动作类型；
3、速度 / 加速；
4、等候条件、分支、相关性等信号信息；
二、机器人编程用什么语言呢？
其实每个机器人厂家都有自己已经设定好的编程语言提供给客户，也许每个厂家提供的都不一样，但是从理论上来说基本是一样的，或者说理论上是相通的，所有不管你掌握那个品牌的机器人编程，再去学习其他品牌的机器人编程是相当容易的。
程序语言例举（我们以库卡机器人为例）：
1、PTP P1 Vel=100% PDAT1；
2、PTP P2 CONT Vel=100% PDAT2
3、WAIT FOR IN 10 'Part in Position'；
4、PTP P3 Vel=100% PDAT3；
三、工业机器人编程方式有在线编程和离线编程两种：
1、在线编程
在线编程就是通过示教 (Teach-in) 法在线编程（通过smartPAD 进行工业机器人编程）。
2、离线编程
通过在计算机模拟软件编写程序，并通过模拟软件实现机器人模拟动作显示，进行初步验证；然后再把计算机上已经编程好的程序复制到生产线上的机器人上，再借助于 smartPAD 进行验证；smartPAD 界面在上级操作 PC 上的显示编程（也适用于诊断、在线适配调整已运行的程序）。
以上是小编为大家介绍的工业机器人的相关知识，包括：工业机器人发展、功能、控制系统分类、特点、构成、指令编辑、作业检查、编程概要。对于具有多自由度的工业机器人而言，集中控制对各个控制轴之间的藕合关系处理得很好，可以很简单的进行补偿。但是，当轴的数量增加到使控制算法变得很复杂时，其控制性能会恶化，而且，当系统中轴的数量或控制算法变得很复杂时，可能会导致系统的重新设计。与之相比，分布式结构的每一个运动轴都由一个控制器处理，这意味着，系统有较少的轴间祸合和较高的系统重构性。