工业机器人普遍利用正在产业制造上，汽车制造、电器、食物等，能替换重复机械式支配事情，是靠本身能源跟节制才气去实现种种服从的一种机械。它可能蒙受人类批示，也可能依照事先编排的顺序运行。现在咱们讲讲工业机器人根本次要组成部门。

1.主体

主体机器即机座跟实验机构，包罗大臂、小臂、腕部跟手部，组成的多自由度的机械系统。有的机器人还有行走机构。工业机器人有6个自由度甚至更多腕部浅显有1～3个举止自由度。

2.驱动体系

工业机器人的驱动体系，按动力源分为液压，气动跟电动三大类。根据需要也可由那三种典范榜样组合并复合式的驱动体系。或许经由过程同步带、轮系、齿轮等机械传动机构去直接驱动。驱动体系有动力装置跟传动机构，用以实验机构产生响应的举措，这三类基础驱动体系的各有特点，此刻主流的是电动驱动体系。

因为低惯量，年夜转矩交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交流变频器、直流脉冲宽度调制器)的遍及回收。那类体系不需能量转换，使用便利，节制敏锐。大多数机电前面需装置邃密的传动机构：减速器。其齿使用齿轮的速度转换器，将机电的反转数减速到所要的反转数，并失掉较大转矩的安装，从而降低转速，增添转矩当负载较大时，一味晋升伺服电机的功率是很不划算的，可能正在适宜的速度领域内经由过程减速器去先进输出扭矩。伺服电机正在低频运行下简单发烧跟呈现低频振动，长时间跟重复性的事情不利于确保其准确性、坚固天运行。邃密减速机电的存在使伺服电机正在一个适宜的速度下运行，增强机械体刚性的同时输出更大的力矩。现在主流的减速器有两种：谐波减速器跟RV减速

3.控制系统

机器人控制系统是机器人的大脑，是决意机器人服从跟功用的次要因素。控制系统是依照输入的顺序对驱动体系跟实验机构发出指令旌旗灯号，并停止节制。工业机器人控制技术的次要使命就是节制工业机器人正在事情空间中的举止规模、姿式跟轨迹、举措的工夫等。存在编程简略、软件菜单支配、友爱的人机交互界面、在线支配提醒跟使用便利等特色。

控制器体系是机器人的中间，本国有关公司对我国试验慎密封锁。连年来跟着微电子技巧的展开，微措置器的功用愈来愈下，而价格则愈来愈自制，此刻市集上曾呈现了1-2美金的32位微措置器。高性价比的微措置器为机器人控制器带来了新的展开时机，使斥地低资本、下功用的机器人控制器成为能够。为了使体系存在足够的运算与存储才能，此刻机器人控制器多回收较强的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片组成。

因为已有的通用芯片服从及功用上没有可以完整知足有些机器人体系正在价格、功用、集成度跟接口等方面的要求，那便萌发了机器人系统对SoC妙技的需要，将特定的措置器与所需要的接口集成正在一同，可简化体系核心电路的计划，削减体系尺寸，并低低成本。比喻，Actel公司将NEOS或ARM7的措置器内核集成正在其FPGA产物上，组成了一个完全的SoC体系。正在机器人技巧控制器方面，其钻研次要会集正在美国跟日本，并有成熟的废品，如美国DELTATAU公司、日本朋立股份有限公司等。其运动控制器以DSP技巧为焦点，采取基于PC的开放式布局。

4.感知体系

它是外部传感器模块跟内部传感器模块的组成，获得外部跟内部的情况形态中有意思的信息。

外部传感器：用来检测机器人本身形态的传感器，多为检测地位跟角度的传感器。详细有：地位传感器、地位传感器、角度传感器等。

内部传感器：用来检测机器人所处情况及情况的传感器。详细有距离传感器、视觉传感器、力觉传感器等。

智能传感体系的利用进步了机器人的机动性，实用性跟智能化的尺度，人类的感知体系对外部世界信息是机器人灵活的，然而，关于一些特许的信息，传感器比人的体系加倍无效。

5.末尾执行器

末尾执行器毗邻正在机械手最初一个枢纽上的部件，它普通用来抓取物体，与其他机构毗邻并履行须要的使命。机器人制造上普通没有计划或出卖末尾执行器，大都环境下，他们只供给一个简略的抓持器。平常末尾执行器装置正在机器人6轴的法兰盘上以实现给定情况中的使命，如焊接，喷漆，涂胶和整机装卸等就是须要机器人去实现的使命。

伺服电机的概述

伺服驱动器又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来节制伺服电机的一种控制器，其作用近似于变频器作用于平凡交换马达，属于伺服系统的一部分。普通是经由过程地位、速率跟力矩三种方法对伺服电机停止节制，实现高精度的传动系统定位。

一、伺服电机的分类

分为直流跟交换伺服电动机两大类，交换伺服电动机又分为异步伺服电动机跟同步伺服电动机，现阶段交换体系正在渐渐取代直流体系。与直流体系比拟，交换伺服电机存在高可靠性、散热好、转动惯量小、能事情于高压形态下等优点。由于无电刷跟转向器，故交换私服体系也成为无刷伺服系统，用于此中的机电是无刷布局的笼型异步电机跟永磁同步型机电。

1）直流伺服电机分为有刷跟无刷电机

①有刷机电成本低，布局简略，启动转矩年夜，调速规模宽，节制简单，须要保护，但保护便利，发生电磁干扰，对利用情况有要求，平常用于对本钱敏感的平凡工业跟民用场所；

②无刷电机体积小重量轻，着力年夜相应快，速率下惯量小，力矩不变迁移转变滑润，节制庞大，智能化，电子换相方法灵巧，可以方波或正弦波换相，机电免保护，高效节能，电磁辐射小，温升低寿命长，合用于各类情况。

两、分歧类型伺服电机的特色

1）直流伺服电机的优点跟缺陷

优点：速率节制正确，转矩速率特性很硬，节制原理简略，使用方便，价格便宜。

缺陷：电刷换向，速度限制，附加阻力，发生磨损微粒

2）交换伺服电机的优点跟缺陷

优点：速率节制特性优越，正在全部速率区内可实现滑润节制，简直无振荡，90%以上的高效率，发烧少，高速节制，下精确度地位节制，额外运转区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免保护。

缺陷：节制较庞大，驱动器参数须要现场调剂PID参数肯定，须要更多的连线。

现阶段主流的伺服驱动器均采取数字信号处理器作为节制焦点，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化跟智能化。功率器件遍及采取以智能功率模块为焦点计划的驱动电路IPM外部集成了驱动电路同时存在过电压、过电流、过热、欠压等毛病检测护卫电路正在主回路中借参加软启动电路以减小启动进程对驱动器的打击。功率驱动单位起首经由过程三相全桥整流电路对输入的三相电或许市电停止整流，失掉响应的直流电。颠末整流好的三相电或市电，再经由过程三相正弦PWM电压型逆变器变频去驱动三相永磁式同步交换伺服电机。功率驱动单位的全部进程可以简略的道就是AC-DC-AC的进程。整流单位次要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

三、伺服系统接线图

1.驱动器接线

伺服驱动器次要有节制回路电源、主控制回路电源、伺服输出电源、控制器输入CN1、编码器接口CN2、毗邻起CN3。节制回路电源是单相AC电源，输入电源可单相、三相，可是必需是220v，就是说三相输入时，我们的三相电源必需颠末变压器变压才气接，关于功率较小的驱动器，可单相间接驱动，单相接法必需接R、S端子。伺服电机输出U、V、W切记万万不克不及与主电路电源毗邻，有能够销毁驱动器。CN1端口次要用于上位机控制器的毗邻，供给输入、输出、编码器ABZ三相输出、各类监控旌旗灯号的模拟量输出。

2编码器接线

从上图看出九个端子咱们只利用了5个，一个屏蔽线、电源线两根、串行通信旌旗灯号(+-)两根，与咱们平凡的编码器接线差不多。

03通信端口

驱动器经由过程CN3端口与电脑PLC、HMI等上位机相连接，采取MODBUS通信去节制驱动器，可利用RS232、RS485停止通信。

四、伺服驱动器市场

机器人对枢纽驱动机电的要求十分严厉，交换伺服电机正在工业机器人中失掉广泛应用。现阶段海内高端市场次要被外洋名企占领，次要来自日本跟西欧，将来国产替换空间年夜。现阶段国外品牌占领了中国交换伺服市场远80%的市场份额，次要来自日本跟西欧。此中，日系产物以约50%的市场份额居首，其著名品牌包罗松下、三菱机电、安川、三洋、富士等，其产物特色是技巧跟机能程度比力符合中国用户的需要，以优越的性价比跟较下的可靠性取得了不变且连续的客户源，正在中小型OEM市场上特别存在把持劣势。

周详减速器

比来看了一则新闻：机器人产业要废除“洽商”难题，感想挺深。跟着人工成本的进步，工业机器人替代人已成为趋向。工业机器人作为智能制造的基石，但焦点零部件却制约着我国机器人产业的开展，据相关查询拜访显现现阶段海内机器人减速器平凡依附入口。机器人产业正在中国要成气候，必需下决心办理焦点零部件的问题。

上面先容工业机器人焦点周详零部件：减速器，与通用减速器比拟，机器人用减速器要求存在传动链短、体积小、功率年夜、质量沉跟易于控制等特色。减速器行业，咱们不能不提那行业两巨子是Nabtesco跟HamonicaDrive，业界俗称。他们简直把持了寰球的机器人用减速器。那两种减速器皆是微米级的加工精度，光那一条正在量产阶段可靠性下便很易了，更别说几千转的高速运转，并且还要下寿命。现阶段市面上的大批使用正在工业机器人上的减速器次要有两类：RV减速器跟谐波减速器。

RV减速器：是少齿好啮合，但绝对于谐波减速器，RV减速器平常用的是摆线针轮，RV减速器由摆线针轮跟行星支架构成。比拟谐波减速器，RV减速器的关键在于加工工艺跟拆卸工艺。RV减速器存在更下的疲劳强度、刚度跟寿命，不像谐波传动那样跟着利用工夫增加，运动精度会显著降低，其缺陷是重量重，外形尺寸较大。RV减速器用于转矩年夜的机器人腿部腰部跟肘部三个枢纽，负载年夜的工业机器人，一二三轴皆是用RV减速器。

它较机器人中常用的谐波传动存在高得多的疲劳强度、刚度跟寿命，并且回差精度不变，不像谐波传动那样跟着利用工夫增加运动精度便会显著降低，故世界上许多国度高精度机器人传动多采取RV减速器，是以，该种RV减速器正在进步前辈机器人传动中有渐渐取代谐波减速器的发展趋势。

RV减速器分化图

谐波减速器：用的也是少齿好啮合，谐波里的一种要害齿轮是柔性的，它须要重复的高速变形，以是它比力懦弱，承载力跟寿命皆有限。

谐波减速器是谐波传动装置的一种，谐波传动装置包罗谐波加速器跟谐波减速器。谐波减速器次要包罗：刚轮、柔轮、跟径向变形的波发生器三者构成。它是应用柔性齿轮发生可节制的弹性变形波，惹起刚轮与柔轮的齿间绝对错齿去传送能源跟运动。这类传动与普通的齿轮传送存在实质上的不同，正在啮合实际、鸠合计较跟结构设计方面存在特殊性。谐波齿轮减速器存在高精度、下承载力等优点，跟平凡减速器比拟，因为利用的资料要少50%，其体积及重量至少削减1/3。以是谐波减速机主用于小型机器人，特色是体积小、重量轻、承载能力年夜、运动精度高，单级传动比年夜。普通用于负载小的工业机器人或大型机器人末尾几个轴。

谐波减速器分化图

日本纳博特斯克公司从1980年月初提出RV型计划到1986年RV减速器研讨取得实质性冲破，花了6-7年工夫；而海内率先拿出成果的南通振康跟恒丰泰破费工夫也为6-8年。是否是意味着我国外乡企业便没什么时机了呢！可喜的是中国企业结构若干年后，终于取得一些冲破。国产次要由南通振康、秦川机床、武汉精髓、浙江恒丰泰和浙江双环传动供给。听说南通振康产量曾经冲破万台，秦川机床生产线曾经买通，产量正在慢慢回升。秦川机床的是国度入口替换名目，秦川机床9万套工业机器人枢纽减速器技术改造名目、工业机器人枢纽减速器生产线两项共计投资3.14亿元。

控制系统

机器人控制系统是机器人的大脑，是决意机器人服从跟功用的次要因素。控制系统是依照输入的顺序对驱动体系跟实验机构发出指令旌旗灯号，并停止节制。上面文章次要先容机器人控制系统。

1、机器人的控制系统

“节制”的目标是指被控工具会依照者所期冀的方法发生行动。“节制”的根本前提是相识被控工具的特性。

“本色”是对驱动器输出力矩的节制。机器人的控制系统

2、机器人的根本事情原理

事情原理是示教再现；示教也称扶引示教，既是人工扶引机器人，一步步按实际需要举措流程操纵一遍，机器人正在扶引进程中自动影象示教的每一个举措的姿态、地位、工艺参数、运动参数等，并自动天生一个接连履行的顺序。实现示教后，只须要给机器人一个启动下令，机器人将会天自动依照示教好的举措，实现悉数流程；

3、机器人节制的分类

1）依照有没有反应分为：开环节制、闭环控制、

开环正确节制的前提：正确天晓得被控工具的模子，而且这一模子正在节制进程中连结稳定。

2）依照期冀节制量分为：力节制、地位节制、混淆节制那三种。

地位节制分为：单枢纽地位节制（地位反应，地位速率反应，地位速率加速度反应）、多枢纽地位节制

多枢纽地位节制分为分化运动节制、集合控制力节制分为：间接力节制、阻抗节制、力位混淆节制

3）智能化的节制方法

模糊控制、自适应控制、最优控制、神经网络节制、恍惚神经网络节制、专家节制

4、控制系统硬件设置及布局.电气硬件.软件架构

因为机器人的节制进程中波及大批的坐标变更跟插补运算和较低层的实时控制。以是，现阶段市面上机器人控制系统在结构上大部分采取分层布局的微型计算机控制系统，平常采取的是两级计算机伺服控制系统。

1）详细流程：

主控计算机接到工作人员输入的功课指令后，起首剖析注释指令，肯定脚的运动参数。然后停止运动学、动力学跟插补运算，最初得出机器人各个枢纽的调和运动参数。这些参数颠末通信线路输出到伺服节制级，作为各个枢纽伺服控制系统的给定旌旗灯号。枢纽上的伺服驱动器将此旌旗灯号D/A转换后驱动各个枢纽发生调和运动。

传感器将各个枢纽的运动输出旌旗灯号反应回伺服节制级计算机造成部分闭环控制，到达正确的节制机器人正在空间的运动。

2）基于PLC的运动节制两种节制方法：

②利用PLC内部扩展的地位节制模块去实现机电的闭环地位节制，这类方法次要是以发高速脉冲节制，属于地位节制方法，地位节制普通皆是点到点的地位节制方法较多。

机器人紧张参数

本文重点先容工业机器人技术参数，图文描写十分具体，愿望能对各人带来资助！！

机器人的技术参数反应了机器人可胜任的事情、存在的最高操纵机能等环境，是计划、使用机器人必需思量的问题。机器人的次要技术参数有自由度、分辨率、事情空间、事情速率、事情载荷等。

1、自由度

.是指机器人存在的自力运动的坐标轴数目。

.机器人的自由度是指肯定机器人手部正在空间的地位跟姿态时所须要的自力运动参数的数目。机器人的自由度数普通即是枢纽数目。

.罕见机器人自由度数普通有5～6个。有些机器人借附带有内部轴。

2、枢纽

即运动副，容许机器人手臂各整机之间产生相对运动的机构。

3、事情规模

工业机器人手臂或手部装置点所能到达的一切空间规模。

其外形在于机器人的自由度数跟各运动枢纽的类型与设置。机器人的事情规模普通有：图解法跟解析法那两种方式默示。

4、速率

机器人正在事情进程中带载荷前提下、匀速运动进程时，机器接口中间或对象中心点正在单元工夫内所挪动的距离或迁移转变的角度。

5、事情负载

是指机器人伎俩前端装置负荷正在事情规模内任何地位上所能蒙受的最大重量，普通用质量、力矩、惯性矩默示。

借跟运转速率跟加速度巨细等参数有关，事情负载普通用高速运行时机器人所能抓取的工件重量作为负载承受能力为目标。

搬运机器人的负荷重量，必需思量抓手跟工件的共计。

6、分辨率

是指机器人可能实现的最小挪动距离或最小迁移转变角度。

7、精度

重复性或反复定位精度：指机器人反复到达某一方针地位的差异性。好比您要求一个轴奔忙100mm成果第一次实际上他奔忙了100.01反复一次一样的举措他奔忙了99.99那之间的偏差0.02就是反复定位精度。它是衡量一列误差值的集合水平，即反复度。机器人精度机不但取决与枢纽减速机及传动装置，且对机器拆卸工艺存在很大关联，良多因为拆卸没有到位招致机器人反复定位精度降低。