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工業機器人的結構和原理
工業機器人的結構和原理

機器人的各個關節就和人類的肌肉一樣,靠伺服電機和減速器來控制移動。伺服電機是動力的來源,機器人的運行速度以及負載重量如何,都和伺服電機有關。而減速器則是動力傳輸的中介,它擁有許多不同的尺寸。一般對于微型機器人來說,要求的重復精度都很高,一般在0.001英寸或0.0254毫米以下。伺服電機與減速器相連,可以幫助提高精度,提高減速器的傳動比。

機器人可以分為硬件部分和軟件部分,硬件部分主要包括本體和控制器,而軟件部分主要指的是它的控制技術。

  本體部分

  先來說下機器人的本體部分。工業機器人是仿照人的手臂來進行設計的。我們以現代機器人HS220型號為例,從外觀來看,主要有底座、下框架、上框架、手臂、腕體、腕托等六個部分。

機器人本體

  機器人的各個關節就和人類的肌肉一樣,靠伺服電機和減速器來控制移動。伺服電機是動力的來源,機器人的運行速度以及負載重量如何,都和伺服電機有關。而減速器則是動力傳輸的中介,它擁有許多不同的尺寸。一般對于微型機器人來說,要求的重復精度都很高,一般在0.001英寸或0.0254毫米以下。伺服電機與減速器相連,可以幫助提高精度,提高減速器的傳動比。

機器人本體自由度

  HS220擁有6個伺服電機和減速器,它們安裝在每一個連接的接頭上,使機器人可以向六個方向進行移動,也就是我們所說的六軸機器人。這六個方向分別是X軸-前后,Y軸-左右,Z軸-上下,RX-繞X軸旋轉,RY-繞Y軸旋轉,RZ-繞Z軸旋轉。正是這種擁有多個維度移動的能力,機器人才可以擺出不同的姿勢,完成各項任務。

  控制器

  機器人的控制器相當于機器人的大腦,它參與的是計算發送指令和能量供應的整個過程,它根據指令以及傳感器信息控制機器人完成一定的動作或作業任務,是決定機器人功能和性能的主要因素。

  除了以上兩大部件外,機器人的硬件部分還包括:

  SMPS,開關電源提供能量;

  CPU模塊,控制行動;

  伺服驅動模塊,控制電流讓機器人關節移動;

  持續模塊,相當于人類的交感神經,接管機器人的安全、迅速控制機器人以及緊急情況停止等;

  輸入輸出模塊,相當于檢測反應神經,是機器人與外部世界的接口。

  控制技術

  機器人的控制技術,指的是快速準確地操作機器人應用的一個領域。機器人的一大優點就是它的程序可以很容易修改,這一點可以讓他們在不同的場景切換使用。為了能夠使人們操控機器人,就必須依靠示教器來進行。在示教器的顯示界面上,我們可以看到機器人的編程語言HR Basic以及機器人的各項狀態。我們可以通過示教器來完成機器人的編程。

控制技術

  控制技術的第二個部分是通過繪制表格,然后根據圖表來控制機器人的運動。我們可以使用計算出的力學數據來完成對機器人的規劃和動作控制。

  此外,機器視覺,以及最近熱門的人工智能沉浸式深度學習及分類等這些,都是屬于控制技術的范疇。

  現代機器人也有專門的研發團隊,來研究機器人的控制技術。除此之外,我們也有機械系統研發團隊來負責機器人的本體,控制平臺團隊負責控制器,以及應用控制團隊負責控制技術。正是多個部門的團結協作,才組成了如今的現代機器人。


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