什么是装配机器人？类型有哪些？关键技术一览

1.什么是装配机器人

装配机器人是一种用于代替人工进行装配的制造机器人，就其自身而言，与一般的机器人相比，它具有高可靠性、高定位精度，良好的柔顺性等特点，而且在实际生产制造中，它所发挥的独特作用也越来越受到广大企业的重视。

2.装配机器人的常见类型

(1)PUMA机器人

美国Unimation公司1977年研制的PUMA是一种计算机控制的多关节装配机器人。一般有5或6个自由度，即腰、肩、肘的回转以及手腕的弯曲、旋转和扭转等功能。其控制系统由微型计算机、伺服系统、输入输出系统和外部设备组成。采用VALⅡ作为编程语言，例如语句“APPRO PART，50”表示手部运动到PART上方50mm处。PART的位置可以键入也可示教。VAL具有连续轨迹运动和矩阵变换的功能。

(2)SCARA机器人

大量的装配作业是垂直向下的，它要求手爪的水平(X，Y)移动有较大的柔顺性，以补偿位置误差。而垂直(Z)移动以及绕水平轴转动则有较大的刚性，以便准确有力地装配。另外还要求绕Z轴转动有较大的柔顺性，以便于键或花键配合。日本山梨大学研制出SCARA机器人，它的结构特点满足了上述要求。其控制系统也比较简单，如SR-3000机器人采用微处理机对θ1、θ2、Z 三轴(直流伺服电机)实现半闭环控制，对s轴(步进电机)进行开环控制。编程语言采用与BASIC相近的SERF。最新版本Level4具有坐标变换、直线和圆弧插补、任意速度设定、以文字命名的子程序以及检错等功能。SCARA机器人是目前应用较多的类型之一。

3.装配机器人的关键技术

装配机器人的关键技术包括：

(1)装配机器人的精确定位：

装配机器人运动系统的定位精度由机械系统静态运动精度(几何误差、热和载荷变形误差)和机电系统高频响应的暂态特性(过渡过程)所决定，其中静态精度取决于设备的制造精度和机械运动形式，动态响应取决于外部跟踪信号、系统固有的开环动态特性、所采用的减振方法(阻尼)和控制器的调节作用。

(2)检测传感技术：

检测传感技术的关键是传感器技术，它主要用于检测机器人系统中自身与作业对象、作业环境的状态，向控制器提供信息以决定系统动作。传感器精度、灵敏度和可靠性很大程度决定了系统性能的好坏。

(3)装配机器人控制器的研制：

装配机器人的伺服控制模块是整个系统的基础，它的特点是实现了机器人操作空间力和位置混合伺服控制，实现了高精度的位置控制、静态力控制，并且具有良好的动态力控制性能。伺服模块之上的局部自由控制模块相对独立于监督控制模块，它能完成精密的插圆孔、方孔等较为复杂的装配作业。监督控制模块是整个系统的核心和灵魂。

(4)装配机器人的图形仿真技术：

对于复杂装配作业，示教编程方法效率往往不高，如果能直接把机器人控制器与CAD系统相链接，则能利用数据库中与装配作业有关的信息对机器人进行离线编程，使机器人在结构环境下的编程具有很大的灵活性。另一方面，如果将机器人控制器与图形仿真系统相连，则可离线对机器人装配作业进行动画仿真，从而验证装配程序的正确性、可执行性及合理性，为机器人作业编程和调试带来直观的视觉效果。

(5)装配机器人柔顺手腕的研制：

通常而言，通用机器人均可用于装配操作，利用机器人固有的结构柔性，可以对装配操作中的运动误差进行修正。通过对影响机器人刚度的各种变量进行分析，并通过调整机器人本身的结构参数来获得期望的机器人末端刚度，以满足装配操作对机器人柔顺性要求。但在装配机器人中采用柔性操作手爪则能更好地取得装配操作所需的柔顺性，由于装配操作对机器人精度、速度和柔顺性等性能要求较高。所以有必要设计专门用于装配作业的柔顺手腕，利用柔顺手腕是实际装配操作中使用最多的柔顺环节。

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