装配机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构, 包括臂部、腕部和手部。大多数装配机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个 运动自由度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用于使执行机构产生相应的动作;控制系 统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。
常用的装配机器人主要有 PUMA 机 器 人 (Programmable Universal Manipulator for Assembly, 即可编程通用装配操作手)和 SCARA 机器人 (Selective Compliance Assembly Robot Arm, 即水平关节型机器人)两种类型。 垂直多关节型装配机器人,大多具有6个自由度,这样可以在空间上的任意一点,确定 任意姿势。因此,这种类型的机器人所面向的往往是在三维空间的任意位置和姿势的作业。
水平关节型机器人是装配机器人的典型代表。它共有4个自由度:两个回转关节,上下 移动以及手腕的转动。Z近开始在一些机器人上装配各种可换手,以增加通用性。手爪主要 有电动手爪和气动手爪两种形式:气动手爪相对来说比较简单,价格便宜,因而在一些要求 不太高的场合用的比较多。电动手爪造价比较高,主要用在一些特殊场合。
带有传感器的装配机器人可以更好地顺应对象物进行柔软的操作。装配机器人经常使用 的传感器有视觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器和力传感器等。视觉传感器主要用于零件或工件的位置补偿,零件的判别、确认等。触觉和接近觉传感器一般固定在指端,用来补 偿零件或工件的位置误差,防止碰撞等。力传感器一般装在腕部,用来检测腕部受力情况, 一般在精密装配需要力控制的作业中使用。
装配机器人的周边设备
机器人进行装配作业时,除机器人主机、手爪、传感器外,零件供给装置和工件搬运装 置也至关重要。无论从投资额的角度还是从安装占地面积的角度,它们往往比机器人主机所 占的比例大。周边设备常用可编程控制器控制,此外一般还要有台架和安全栏等设备。
①零件供给器。零件供给装置主要有给料器和托盘等。给料器是用振动或回转机构把 零件排齐,并逐个送到指定位置。托盘是大零件或者容易磕碰划伤的零件加工完毕后一般应 放在称为“托盘”的容器中运输,托盘装置能按一定精度要求把零件放在给定的位置,然后 由机器人一个一个取出。
②输送装置。在机器人装配线上,输送装置承担把工件搬运到各作业地点的任务,输 送装置中以传送带居多。输送装置的技术问题是停止精度、停止时的冲击和减速振动。减速 器可用来吸收冲击能。
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