自動(dòng)化機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)
即機(jī)器人本體,其臂部一般采用空間開(kāi)鏈連桿機(jī)構(gòu),其中的運(yùn)動(dòng)副(轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副)常稱(chēng)為關(guān)節(jié),關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常即為機(jī)器人的自由度數(shù)。根據(jù)關(guān)節(jié)配置型式和運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)形式的不同,機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、極坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)坐標(biāo)式等類(lèi)型。出于擬人化的考慮,常將機(jī)器人本體的有關(guān)部位分別稱(chēng)為基座、腰部、臂部、腕部、手部(夾持器或末端執(zhí)行器)和行走部(對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人)等。
驅(qū)動(dòng)裝置是驅(qū)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu),按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào),借助于動(dòng)力元件使機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作。它輸入的是電信號(hào),輸出的是線、角位移量。機(jī)器人使用的驅(qū)動(dòng)裝置主要是電力驅(qū)動(dòng)裝置,如步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等,此外也有采用液壓、氣動(dòng)等驅(qū)動(dòng)裝置。
檢測(cè)裝置
是實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及工作情況,根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng),與設(shè)定信息進(jìn)行比較后,對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,以保證機(jī)器人的動(dòng)作符合預(yù)定的要求。作為檢測(cè)裝置的傳感器大致可以分為兩類(lèi):一類(lèi)是內(nèi)部信息傳感器,用于檢測(cè)機(jī)器人各部分的內(nèi)部狀況,如各關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度等,并將所測(cè)得的信息作為反饋信號(hào)送至控制器,形成閉環(huán)控制。一類(lèi)是外部信息傳感器,用于獲取有關(guān)機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象及外界環(huán)境等方面的信息,以使機(jī)器人的動(dòng)作能適應(yīng)外界情況的變化,使之達(dá)到更高層次的自動(dòng)化,甚至使機(jī)器人具有某種“感覺(jué)”,向智能化發(fā)展,例如視覺(jué)、聲覺(jué)等外部傳感器給出工作對(duì)象、工作環(huán)境的有關(guān)信息,利用這些信息構(gòu)成一個(gè)大的反饋回路,從而將大大提高機(jī)器人的工作精度。
控制系統(tǒng)
一種是集中式控制,即機(jī)器人的全部控制由一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)完成。另一種是分散(級(jí))式控制,即采用多臺(tái)微機(jī)來(lái)分擔(dān)機(jī)器人的控制,如當(dāng)采用上、下兩級(jí)微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時(shí),主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算,并向下級(jí)微機(jī)發(fā)送指令信息;作為下級(jí)從機(jī),各關(guān)節(jié)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)CPU,進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和伺服控制處理,實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng),并向主機(jī)反饋信息。根據(jù)作業(yè)任務(wù)要求的不同,機(jī)器人的控制方式又可分為點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制和力(力矩)控制。