Вообще говоря, промышленные роботы состоят из трех основных частей и шести подсистем.
Тремя основными частями являются механическая часть, чувствительная часть и часть управления.
Шесть подсистем можно разделить на систему механической конструкции, систему привода, систему восприятия, систему взаимодействия робота с окружающей средой, систему взаимодействия человека с компьютером и систему управления.
1. Система механической конструкции
С точки зрения механической конструкции промышленные роботы обычно делятся на тандемных и параллельных роботов. Характеристика тандемного робота заключается в том, что движение одной оси будет изменять начало координат другой оси, в то время как движение одной оси параллельного робота не меняет начало координат другой оси. Все ранние промышленные роботы использовали последовательный механизм. Параллельный механизм определяется как механизм с обратной связью, в котором движущаяся платформа и неподвижная платформа соединены как минимум двумя независимыми цепями движения, механизм имеет две или более степени свободы и приводится в движение параллельно. Параллельный механизм состоит из двух компонентов: запястья и руки. Большое влияние на пространство движения оказывает область движения руки, а запястье является связующей частью инструмента и тела. По сравнению с тандемными роботами, параллельные роботы обладают преимуществами высокой жесткости, стабильной конструкции, большой несущей способности, высокой точности микродвижений и небольшой нагрузки при движении. С точки зрения решения позиции, прямое решение тандемного робота легко, но обратное решение очень сложно, в то время как у параллельного робота наоборот, положительное решение сложно, но обратное решение очень просто.
2. Система привода
Система привода — это устройство, которое обеспечивает питание механической конструктивной системы. В зависимости от источников питания режим передачи системы привода делится на четыре типа: гидравлический, пневматический, электрический и механический. Первые промышленные роботы имели гидравлический привод. Из-за проблем с утечками, шумом и нестабильностью на низких скоростях в гидравлической системе, а также громоздкого и дорогого силового агрегата только большие сверхмощные роботы, роботы с параллельной обработкой и некоторые специальные приложения используют промышленные роботы с гидравлическим приводом. Преимущества пневматического привода заключаются в высокой скорости, простой структуре системы, удобном обслуживании и низкой цене. Однако рабочее давление пневматического устройства низкое, и его нелегко точно позиционировать, поэтому оно обычно используется только для привода рабочего органа промышленных роботов. Пневматические захваты, поворотные цилиндры и пневматические присоски используются в качестве концевых эффекторов для захвата и сборки заготовок малого и среднего размера. Электропривод — это тип режима движения, который используется в настоящее время чаще всего, и его характеристики заключаются в том, что источник питания удобен, реакция быстрая, движущая сила большая, обнаружение, передача и обработка сигнала удобны, а также можно использовать различные гибкие режимы управления, приводной двигатель обычно использует шаговый двигатель или серводвигатель, а двигатель с прямым приводом также используется в настоящее время, но стоимость выше, управление также более сложное, а редуктор который соответствует двигателю, обычно использует гармонический редуктор, редуктор с циклоидальным штифтом или планетарный редуктор. Из-за большого количества требований к линейному приводу в параллельных роботах, линейные двигатели широко используются в области параллельных роботов.
3. Система восприятия
Помимо необходимости воспринимать механические величины, связанные с их собственным рабочим состоянием, такие как смещение, скорость и сила, технология визуального восприятия является важным аспектом восприятия промышленного робота. Визуальная сервосистема использует визуальную информацию в качестве сигнала обратной связи для управления и регулировки положения и позы робота. Системы машинного зрения также широко используются во всех аспектах контроля качества, идентификации заготовок, сортировки и упаковки пищевых продуктов. Система восприятия состоит из внутреннего сенсорного модуля и внешнего сенсорного модуля, а использование интеллектуальных датчиков повышает мобильность, адаптивность и уровень интеллекта робота.
4. Система взаимодействия робота с средой.
Система взаимодействия робот-среда – это система, реализующая взаимосвязь и координацию между роботом и оборудованием во внешней среде. Робот и внешнее оборудование интегрированы в функциональный блок, например, блок обработки и производства, сварочный блок, сборочный блок и т. д. Конечно, это также может быть функциональный блок, объединяющий несколько роботов для выполнения сложных задач.
5. Система взаимодействия человека и компьютера.
Система взаимодействия человека с компьютером — это устройство, позволяющее людям связываться с роботами и участвовать в управлении роботами. Например: стандартный терминал компьютера, командная консоль, информационное табло, сигнализация опасности и т. д.
6. Система управления
Задача системы управления — управлять приводом робота для выполнения заданных движений и функций в соответствии с инструкциями по эксплуатации робота и сигналами, поступающими от датчиков. Если робот не имеет характеристик информационной обратной связи, это система управления с разомкнутым контуром, а если он имеет характеристики информационной обратной связи, это система управления с обратной связью. По принципу управления его можно разделить на программную систему управления, систему адаптивного управления и систему управления искусственным интеллектом. По форме управления движением его можно разделить на точечное управление и непрерывное траекторное управление.
