Ein Industrieroboter ist ein Mehrgelenk-Manipulator oder eine Maschinenvorrichtung mit mehreren Freiheitsgraden, die im industriellen Bereich weit verbreitet ist. Es hat einen gewissen Automatismus und kann abhängig von seiner eigenen Leistung und Steuerfähigkeit verschiedene industrielle Verarbeitungs- und Herstellungsfunktionen realisieren. Industrieroboter sind in Elektronik, Logistik, Chemie und anderen industriellen Bereichen weit verbreitet.
Zusammensetzung von Industrierobotern
Im Allgemeinen bestehen Industrieroboter aus drei Hauptteilen und sechs Subsystemen. Der dritte Teil ist der mechanische Teil, der Sensorteil und der Steuerteil; Die sechs Teilsysteme lassen sich unterteilen in mechanisches Struktursystem, Antriebssystem, Wahrnehmungssystem, Roboter-Umwelt-Interaktionssystem, Mensch-Computer-Interaktionssystem und Steuerungssystem.
1. Mechanisches Struktursystem
Hinsichtlich des mechanischen Aufbaus werden Industrieroboter allgemein in Serienroboter und Parallelroboter eingeteilt. Das Merkmal des Serienroboters ist, dass die Bewegung einer Achse den Koordinatenursprung der anderen Achse ändert, während die Bewegung einer Achse des parallelen Roboters den Koordinatenursprung der anderen Achse nicht ändert.
2. Antriebssystem
Das Antriebssystem ist eine Vorrichtung, die das mechanische Struktursystem mit Energie versorgt. Entsprechend den unterschiedlichen Antriebsquellen werden die Übertragungsmodi des Antriebssystems in vier Typen unterteilt: hydraulisch, pneumatisch, elektrisch und mechanisch. Frühe Industrieroboter wurden hydraulisch angetrieben. Aufgrund der Leckage-, Geräusch- und Instabilitätsprobleme bei niedriger Geschwindigkeit im Hydrauliksystem und der sperrigen und teuren Antriebseinheit gibt es in einigen Spezialanwendungen nur große Schwerlastroboter, Parallelverarbeitungsroboter und Industrieroboter, die durch Hydraulikdruck angetrieben werden.
3. Wahrnehmungssystem
Das Roboterwahrnehmungssystem wandelt verschiedene interne Zustandsinformationen und Umgebungsinformationen von Robotern von Signalen in Daten und Informationen um, die von Robotern selbst oder zwischen Robotern verstanden und angewendet werden können. Neben der Notwendigkeit, mit dem eigenen Arbeitszustand zusammenhängende mechanische Größen wie Weg, Geschwindigkeit und Kraft wahrzunehmen, ist die visuelle Wahrnehmungstechnologie ein wichtiger Aspekt der Wahrnehmung von Industrierobotern. Das visuelle Servosystem verwendet die visuellen Informationen als Rückkopplungssignal, um die Position und Haltung des Roboters zu steuern und einzustellen.
4. Roboter-Umwelt-Interaktionssystem
Das Roboter-Umgebungs-Interaktionssystem ist ein System, das die Interaktion und Koordination zwischen Robotern und Ausrüstung in der externen Umgebung realisiert. Der Roboter und die externe Ausrüstung sind in einer Funktionseinheit integriert, wie z. B. Bearbeitungs- und Fertigungseinheit, Schweißeinheit, Montageeinheit usw. Natürlich können mehrere Roboter in einer Funktionseinheit integriert werden, um komplexe Aufgaben auszuführen.
5. Mensch-Computer-Interaktionssystem
Mensch-Computer-Interaktionssystem ist ein Gerät, mit dem Menschen mit Robotern kommunizieren und an der Robotersteuerung teilnehmen können. Zum Beispiel: Standardterminal des Computers, Befehlskonsole, Informationsanzeigetafel, Gefahrensignalalarm usw.
6. Kontrollsystem
Die Aufgabe des Steuersystems besteht darin, den Ausführungsmechanismus des Roboters zu steuern, um die spezifizierte Bewegung auszuführen und gemäß den Betriebsanweisungen des Roboters und den von den Sensoren zurückgemeldeten Signalen zu funktionieren. Wenn der Roboter keine Informationsrückkopplungseigenschaften hat, handelt es sich um ein Steuersystem mit offenem Regelkreis; Mit Informationsrückkopplungseigenschaften ist es ein Regelsystem mit geschlossenem Regelkreis.
Entwicklungstrend von Industrierobotern
1. Mensch-Maschine-Kooperation
Mit der Entwicklung von Robotern von der Distanzhaltung zu Menschen hin zu einer natürlichen Interaktion und Zusammenarbeit mit Menschen. Die Ausgereiftheit der Drag-Teaching- und manuellen Teach-Technologie macht die Programmierung benutzerfreundlicher, reduziert die beruflichen Anforderungen an die Bediener und erleichtert die Übertragung der Prozesserfahrung von erfahrenen Technikern.
2. Autonomie
Gegenwärtig haben sich Roboter von Vorprogrammierung, Lehr-Wiedergabe-Steuerung, direkter Steuerung, Fernbedienung und anderen gesteuerten Betriebsmodi zu autonomem Lernen und autonomem Betrieb entwickelt. Der intelligente Roboter kann den Bewegungspfad automatisch festlegen und optimieren, einzelne Punkte automatisch vermeiden, Interferenzen und Kollisionen vorhersagen und Hindernisse gemäß den Arbeitsbedingungen oder Umgebungsanforderungen vermeiden.
3. Intelligenz, Informatisierung und Vernetzung
An Robotern werden immer mehr 3D-Vision- und Kraftsensoren zum Einsatz kommen und Roboter werden immer intelligenter. Mit der Entwicklung von Erfassungs- und Erkennungssystemen, künstlicher Intelligenz und anderen Technologien haben sich Roboter von der Steuerung auf eine Art zur Speicherung und Anwendung von Daten selbst entwickelt und werden allmählich informationsfähig. Mit dem Fortschritt der Zusammenarbeit mehrerer Roboter, der Steuerung, der Kommunikation und anderer Technologien haben sich Roboter von unabhängigen Individuen zu einer vernetzten und kollaborativen Zusammenarbeit entwickelt.