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驱动系统是向机械结构系统提供动力的装置。根据动力源不同,驱动系统的传动方式分为液压式、气压式、电气式和机械式4种。早期的工业机器人采用液压驱动。由于液压系统存在泄露、噪声和低速不稳定等问题,并且功率单元笨重和昂贵,目前只有大型重载机器人、并联加工机器人和一些特殊应用场合使用液压驱动的工业机器人。

气压驱动具有速度快、系统结构简单、维修方便、价格低等优点。但是气压装置的工作压强低,不易定位,一般仅用于工业机器人末端执行器的驱动。气动手抓、旋转气缸和气动吸盘作为末端执行器可用于中、小负荷的工件抓取和装配。电力驱动是目前使用多的一种驱动方式,其特点是电源取用方便,响应快,驱动力大,信号检测、传递、处理方便,并可以采用多种灵活的控制方式,驱动电机一般采用步进电机或伺服电机,目前也有采用直接驱动电机,但是造价较高,控制也较为复杂,和电机相配的减速器一般采用谐波减速器、摆线针轮减速器或者行星齿轮减速器。由于并联机器人中有大量的直线驱动需求,直线电机在并联机器人领域已经得到了广泛应用。
控制系统的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号,支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。如果机器人不具备信息反馈特征,则为开环控制系统;具备信息反馈特征,则为闭环控制系统。根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式可分为点位控制和连续轨迹控制。
智能化水平高,随着计算机控制技术的不断进步,工业机器人将逐渐能够明白人类的语言,同时工业机器人可以完成产品的组件,这样就可以让工人免除复杂的操作。工业生产中焊接机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪,而且还能实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制,可以满足技术产品复杂的焊接工艺及其焊接质量、效率的迫切要求。另外随着人类探索空间的扩展,在极端环境如太空、深水以及核环境下,工业机器人也能利用其智能将任务顺利完成。
易于管理,经济效益显著,企业可以很清晰的知道自己每天的生产量,根据自己所能够达到的产能去接收订单和生产商品。而不会去盲目预估产量或是生产过多产品产生浪费的现象。而工厂每天对工业机器人的管理,也会比管理员工简单得多。工业机器人可以24小时循环工作,能够做到生产线的大产量,并且无需给予加班的工时费用。对于企业来说,还能够避免员长期高强度工作后产生的疲劳、生病带来的请假等误工的情况。生产线换用工业机器人生产后,企业生产只需要留下少数能够操作维护工业机器人的员工对工业机器人进行维护作业就可以了。经济效益非常的显著。
工业机器人悬臂结构极易在多轴联动、重载及快速起停时引起抖动。机器人本体刚度要与电机伺服刚度参数相匹配,刚度过高,会造成振动,刚度过低会造成起停反应缓慢。机器人在不同的位置和姿态,以及在不同的工装负载下刚度都不一样,很难通过提前设置伺服刚度值能满足所有工况的需求。在线自适应抖振抑制技术,提出免参数调试的智能控制策略,同时兼顾刚度匹配、抖振抑制的需求,可以抑制机器人末端抖动,提高末端定位精度。
一般工业机器人是一个串联悬臂式结构,刚性弱,运动复杂,容易发生变形和抖动,是一个需要运动学和动力学相结合的课题。为了改善机器人的动态性能和提高运动精度,机器人控制系统建立动力学模型,进行动力学补偿。补偿的内容主要包括重力补偿、惯量补偿、摩擦补偿、耦合补偿等。机器人机械本体由于加工误差和装配误差的原因,难以避免会和理论数学模型存在偏差,会降低机器人TCP精度和轨迹精度,如在焊接和离线编程使用时会受到严重影响。通过检测和算法标定补偿机器人的模型参数,可以较好地解决此问题。
机器人在安装出厂后,工业机器人各轴未必是归零的,这样的机器人若是直接投入生产使用,各轴的重心可能没有准确的固定在支撑点上,生产过程中就有可能导致倾斜,这不仅会对正常的工业生产造成影响,同时可能还会危及工作人员的生命安全,因此对工业机器人各轴进行归零调试是十分必要的。通常情况下,工业机器人的各个轴臂上会留下回零点的标志,只需操作各轴回到该位置,就表示各轴调试归零,另外在机器人的底座上也会贴有各轴原点6个轴对应的角度,这都是调试中的重要参考依据。但具体的调试还需根据现场环境和需要完成的任务做出特定的分析,如在这个过程中,相关的调试人员可以特定规划出一条合理的归零“路线”,再通过示教器依次将机器人移动到各个点,然后对相关数据进行记录,后调试人员结合自身的校对经验反复实验,将工业机器人各轴按照实际生产作业要求进行归零调试。
现代该改良版的工业机器人可按照人工智能的方式,根据的原则纲领自动化操作,如可根据接收到的信号,完成信号指令规定的运行轨迹,从而快速适应新的环境。而工业机器人系统并不是单使用的,在工业机器人投入生产的过程中,要与其他外围设备联系在一起,而这些外围设备上的信号要通过CC-link和工业生产机器人系统信号联系在一起。因此在机器人安装出厂后,投入实际生产使用前,对工业机器人进行信号处理调试是十分必要的一个环节。具体而言,调试的过程中,需要对CC-link进行设置,但需要注意的是,调试人员设置的CC-ling信号要与PCC的型号、主站、从站、站信息保持一致,同时在信号设置结束后,还需要对所有信号进行列表化处理,并且在PLC编程时进行注释,要经过这样的信号调试后,工业机器人才能正式投入生产使用。

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