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工业机器人|设计,机器人的好处

工业机器人

工业机器人和IOT.是关键技术行业4.0(第四届工业革命)。工业机器人是设计和编程的机器人系统,用于制造。

20世纪中期是机器人研发的关键时期,特别是在一个重复动作和抬起重物的工业环境中,使得使用机器吸引人。大多数机器人用于对人类来说太脏,偏远或危险的任务

根据该定义由国际机器人联合会提供2013年,ISO 8373.标准,机器人是:

在三个或更多轴中可编程的自动控制,可重编程的多功能机械手,其可以固定到适当的或移动中以用于工业自动化应用。

在本定义中的这些术语的进一步描述如下:

重新编程- 没有物理改变的动作或辅助功能可能会发生变化

多用途- 能够适应可能具有物理变更的不同应用程序。

- 机器人结构的一个元素的单独运动,可以是旋转或线性的

机器人是一个多学科领域,包括力学,电子,计算机科学,控制论,人工智能,物理学和数学领域

工业机器人设计

工业机器人包括六个基本组件:动态单元,臂末端机,数字计算机控制器,执行器,输入设备和检测器。

动态系统:

动态系统机器人系统的移动部分,包括机器人臂。通过连接多个旋转和/或线性运动或关节来实现动态系统的结构。

该接头提供运动可以集体地放置在机器人结构或机器人臂的特定位置。下面列出了不同类型的配置:

1.铰接配置

铰接的臂或关节臂是最常见的武器类型,与人的臂非常相似。

这些通常是六台轴机,虽然有一些可用的七种轴机,但提供冗余,从而改善对不舒服空间的访问。

系统中有六个旋转接头,每个旋转接头都放在先前的关节上。它们能够在多个配置中达到工作包络内的点,或者将设备放置在任何位置。

2. Scara配置

这种四轴臂基本上用于组装目的。它们的尺寸较小,但具有最大的承载能力。

四轴臂由底座旋转组成,通过两个旋转运动伴随着同一垂直平面的线性垂直运动。由于配置的性质,臂在垂直方向上非常刚性,并且还可以确保符合水平面

3.笛卡尔配置

笛卡尔机器人是简单的三轴机器人,仅包括其三个主要轴的线性驱动器。主要用于挑选和放置目的,处理,托盘,塑料成型,装配和机器趋势。

这些机器通常限于三个轴,尽管已经开发出安装在最后一个线轴上的附加旋转轴的一些特殊版本。

4.并行配置

其中一个新的设计开发是并行或Δ的机器人配置,下图。

它涉及其体内具有同时棱柱形和旋转接头的装置。这些设计为顶部安装的机器,其中电动机在基座结构中驱动下面的连接臂。

由于系统的重量较小,它提供了快速行动。因此,主要应用是采摘的,特别是在包装线上,以及装配应用程序

5.圆柱形配置

这种机器人相结合旋转和线性轴线,通常具有底座旋转,然后是垂直和水平的线性轴线以及手中的附加旋转轴。

这些提供刚性结构,孔隙良好的腔,并且易于编程和可视化。然而,我们需要在腿部后部的间隙。

ARM端工具:

为了执行一些特定的程序,机器人的臂可用于附接夹具,焊接武器,电磁铁,吸盘,钩子或爪等设备。

夹具是一种机器人臂工具,其是多功能的。夹具可用于保持紧密和转动的东西,保持和传递部件或工具,并使它们引导在合适的位置。

传感器

机器人使用传感器来识别和评估位置的变化,模式差异以及外部系统的阻碍或失效。

执行器

执行器控制每个轴并保持移动方向。由于机器人需要处理来自各种组件的权重,因此它具有更大的运动变化。因此,执行器的运动非常重要。

命令从机器人的计算机发送关于运动方向,不断审查反馈,以确保运动部件遵循正确的课程。该过程要求通过高速设备发送命令并以合理的速度读取系统的移动。

计算机控制器:

对于机器人,计算机化控制系统控制每个组件进行正常操作。它可以输入和存储各种程序,可以确定工作序列连接和关系。

机器人中的设备可能需要在处理系统中控制或链接到其他机器,例如链,工艺机器等。

大多数机器人通常使用称为培训师的系统连接到控制器。例如,为了将焊枪引导到机器人臂到每个焊接尖端,指导员可以监测机器人的一些运动。

反馈系统

机器人的反馈设备测量每个轴的位置,移动速度和加速度。轴必须将任何点设置为零作为参考点,因此可以实现相对线性的运动。

通常,夹具使用绝对测量值。这是因为当机器人开始工作时,必须保持夹具的位置。

如何选择完美的工业机器人?

针对特定应用程序的选择是依赖于机器人的能力和质量来满足应用程序的需求以及为该应用构建的解决方案的要求。

机器人的选择以及如何使用它们应该旨在实现这个目标:

配置:

机器人臂通常被示为显示结构的图像和/或图,示出了结构的类型,例如铰接式,Scara或Delta。

轴数:

指示或可以从其他纸张数据确定或者可以从其他纸张数据确定轴的数量,例如工作范围和速度。

抵达:

这通常是说明并在工作包络上显示。在同一数据表上,可能存在具有不同功能的模型的变体。

有效载荷:

通常定义腕式总有效载荷。数据表可以显示具有不同负载能力的设计变体。

重复性位置和路径

通常考虑点重复性。

轴工作范围和速度:

通常确定每个轴的操作距离和最大速度。

机器人安装能力:

如果机器人可以放置在不同的方向上,例如壁或直立安装。

保护和环境能力:

这将包括默认的ARM IP排名以及任何选择。还可以列出其他选择,例如洁净室(电子产品),洗涤(食品)或铸造(热,脏污垢)。

电气要求:

可以说明供应要求和功率使用情况。除了机器人臂的特征之外,机器人控制器的功能将是重要的,并且这些功能通常在单独的数据表中定义。

机器人的好处

根据ISO,这些是使用机器人的10个好处:

  • 减少运营成本
  • 提高产品质量和一致性
  • 提高员工工作质量
  • 增加产量输出率。
  • 提高产品制造灵活性。
  • 减少材料浪费并增加产量
  • 遵守安全规定,提高工作场所的健康和安全。
  • 减少劳动力营业额和招聘工人的困难。
  • 降低资本成本。
  • 节省高价值制造领域的空间。

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