企业信息化7:机器人组成与自动化生产过程详解

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企业信息化课件7深入探讨了机器人的组成及其在企业生产制造过程中的自动化应用,重点关注了以下几个方面: 1. **机器人的执行机构**:作为机器人主体,执行机构通常采用空间开链连杆机构,关节(转动副或移动副)的数量决定了机器人的自由度,这直接影响其灵活性和性能。 2. **驱动装置**:驱动装置是机器人动作的核心,它接收控制系统发出的电信号,转化为机械运动,如线位移和角位移,确保机器人按指令进行操作。 3. **检测装置**:检测装置扮演着监控角色,实时监测机器人运动和工作状态,并将数据反馈给控制系统,确保机器人动作准确无误,满足预设要求。 4. **控制系统**:控制系统是机器人的大脑,采用集中式或分散式(级)控制,通过微型计算机或多台微机协同工作,实现对机器人的精确控制。 5. **企业生产制造过程自动化**:课件还涵盖了计算机辅助设计/制造(CAD/CAM)、计算机辅助工程/工艺规划(CAE/CAPP)、产品数据管理(PDM)等关键工具,以及柔性制造、准时制、精益生产和敏捷制造等新型生产方式。 6. **3D打印技术和机器人技术**:现代自动化生产中,这两种技术尤其重要,它们能够提升制造效率,实现定制化生产。 7. **自动化基本概念**:自动化涉及机器设备或过程在无人或少量人力干预下的自动检测、信息处理和控制,以达到预定目标,包括工序自动化、工艺过程自动化和制造过程自动化。 8. **自动控制与自动控制系统**:自动控制技术减轻人力负担,提高精度和产品质量,而自动控制系统是实现自动化的核心,由控制器、被控对象、执行机构和变送器等构成。 9. **工业生产控制**:工业生产控制关注过程变量的连续性,通过精确控制确保生产效率和产品质量。 通过学习这些内容,企业可以更好地理解如何利用机器人和自动化技术优化生产流程,提高效率,降低人工成本,从而推动企业信息化进程。
2023-03-03 上传
1、机器人的组成 一个机器人由机械部分、传感部分和控制部分组成。这三大部分可分为机械结构系统、驱动系统、感受系统、控制系统、机器人—环境交互系统、人—机交互系统六个子系统组成。 1.1、机械结构系统 机器人的机械结构系统由机身、手臂、末端操作器三大件组成。每一大件都有若干自由度,构成一个多自由度的机械系统。机器人按机械结构划分可分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型机器人、关节型机器人、SCARA型机器人以及移动型机器人。 1.2、驱动系统 驱动系统是向机械结构系统提供动力的装置。采用的动力源不同,驱动系统的传动方式也不同。驱动系统的传动方式主要有四种:液压式、气压式、电气式和机械式。电力驱动是目前使用最多的一种驱动方式,其特点是电源取用方便,响应快,驱动力大,信号检测、传递、处理方便,并可以采用多种灵活的控制方式,驱动电机一般采用步进电机或伺服电机,目前也有采用直接驱动电机,但是造价较高,控制也较为复杂,和电机相配的减速器一般采用谐波减速器、摆线针轮减速器或者行星齿轮减速器。 机器人的组成全文共4页,当前为第1页。1.3、感受系统 机器人的组成全文共4页,当前为第1页。 它由内部传感器模块和外部传感器模块组成,获取内部和外部环境中有用的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水平。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其巧妙的,然而对于一些特殊的信息,传感器比人类的感受系统更有效。 1.4、控制系统 控制系统的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号,支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。如果机器人不具备信息反馈特征,则为开环控制系统;具备信息反馈特征,则为闭环控制系统。根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式可分为点位控制和连续轨迹控制。 1.5、机器人—环境交互系统 机器人—环境交互系统是实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。机器人与外部设备集成为一个功能单元,如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。当然也可以是多台机器人集成为一个去执行复杂任务的功能单元。 机器人的组成全文共4页,当前为第2页。1.6、人—机交互系统 机器人的组成全文共4页,当前为第2页。 人—机交互系统是人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置。例如:计算机的标准终端、指令控制台、信息显示板、危险信号报警器等。 2、机器人技术的应用与展望 随着信息技术的快速发展,传统制造业将向敏捷制造业转变。机器人将成为可重组的敏捷制造生产装备的重要组成部分,为传统制造企业向敏捷制造企业发展提供重要的技术支持。 机器人的组成全文共4页,当前为第3页。在工业机器人飞速发展的同时,在非制造业领域对机器人技术应用的研究和开发也非常活跃,这被称为特种机器人技术。在研究和开发特种机器人的过程中,人们逐步认识到机器人技术是感知、决策、行动和交互四大技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术正源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点,人们发展了各种特种机器人和智能机器,如仿人机器人、仿生机器人、微机器人、医疗机器人、水下机器人、移动机器人、军用机器人、空间机器人、农林机器人等。它们从外观上看已经远远脱离了最初工业机器人的形状,其智能和功能也大大超出了工业机器人的范围,更加符合应用领域的特殊要求。传统的机器人是对人体的延伸,一般需要人来操作;而特种机器人和智能机器则是通过感知,由计算机推理进行响应和动作,是对人类智能的延伸。据专家预测,21世纪将是非制造业自动化技术快速发展的时期。机器人以及其他智能机器将在空间和海洋探索、农业及食品加工、采掘、建筑、医疗、服务、交通运输、军事等领域快速发展并 现产业化。 机器人的组成全文共4页,当前为第3页。   机器人的组成全文共4页,当前为第4页。 机器人的组成全文共4页,当前为第4页。 机器人的组成