¿Qué tecnologías intervienen en los robots industriales?

IV. Tecnologías clave de los robots industriales 1. Composición del sistema básico de los robots Los robots industriales se componen de 3 partes principales y 6 subsistemas. 3 La mayoría de ellos son piezas mecánicas, piezas de detección y piezas de control. Los seis subsistemas se pueden dividir en sistema de estructura mecánica, sistema de accionamiento, sistema de percepción, sistema de interacción con el entorno del robot, sistema de interacción persona-computadora y sistema de control.

Composición del sistema de robot industrial 1) El sistema de estructura mecánica de los robots industriales consta de tres partes: base, brazo y operador final. Cada pieza grande tiene un sistema mecánico con varios grados de libertad. Si la base tiene un mecanismo para caminar, constituye un robot para caminar; si la base no tiene un mecanismo para caminar y doblar, constituye un único brazo robótico. El brazo generalmente consta de la parte superior del brazo, el antebrazo y la muñeca. El operador final es un componente importante montado directamente en la muñeca. Puede ser una empuñadura de dos dedos o varios dedos, o puede ser una pistola rociadora, una herramienta de soldadura y otras herramientas de trabajo. 2) Sistema de accionamiento Para que el robot funcione es necesario colocar un dispositivo de transmisión en cada articulación, es decir, cada grado de libertad de movimiento. Este es el sistema de accionamiento. El sistema de transmisión puede ser transmisión hidráulica, transmisión neumática, transmisión eléctrica o una combinación de ellas para aplicar un sistema integral. Puede ser transmisión directa o transmisión indirecta a través de mecanismos de transmisión mecánica como correas síncronas, cadenas, trenes de engranajes y engranajes armónicos. . 3) El sistema de percepción consta de módulos de sensores internos y módulos de sensores externos para obtener información significativa sobre los estados ambientales internos y externos. El uso de sensores inteligentes mejora la movilidad, adaptabilidad e inteligencia de los robots. El sistema sensorial humano es extremadamente inteligente a la hora de percibir información del mundo exterior. Sin embargo, para algunas informaciones especiales, los sensores son más eficaces que el sistema sensorial humano. 4) El sistema de intercambio del entorno robótico es un sistema de intercambio, comunicación y coordinación entre robots industriales modernos y equipos en el entorno externo. Los robots industriales y los equipos externos se integran en una unidad funcional, como unidad de procesamiento, unidad de soldadura, unidad de ensamblaje, etc. Por supuesto, también se pueden integrar múltiples robots, múltiples máquinas herramienta o equipos, múltiples dispositivos de almacenamiento de piezas, etc. en una unidad funcional para realizar tareas complejas. 5) El sistema de intercambio hombre-máquina es un dispositivo para que los operadores controlen y se comuniquen con robots, como terminales estándar de computadoras, consolas de comando, paneles de visualización de información, alarmas de señales de peligro, etc. El sistema se puede resumir en dos categorías: dispositivos que dan comandos y dispositivos de visualización de información. 6) El sistema de control del robot es el cerebro del robot y el factor principal que determina la función y el rendimiento del robot. La tarea del sistema de control es controlar el actuador del robot para completar movimientos y funciones específicos según el programa de instrucciones de trabajo del robot y las señales enviadas por los sensores. Si el robot industrial no tiene características de retroalimentación de información, es un sistema de control de bucle abierto; si tiene características de retroalimentación de información, es un sistema de control de bucle cerrado. Según el principio de control, el sistema de control se puede dividir en sistema de control de programa, sistema de control adaptativo y sistema de control de inteligencia artificial. Según la forma de operación de control, el sistema de control se puede dividir en control de punto y control de trayectoria. El tipo de punto solo controla el posicionamiento preciso del actuador de un punto a otro, y es adecuado para carga y descarga de máquinas herramienta, soldadura por puntos y operaciones generales de manipulación, carga y descarga; el tipo de trayectoria continua puede controlar el movimiento del actuador de acuerdo; a una trayectoria determinada, y es adecuado para soldadura continua y pintura y otras operaciones. La tarea del sistema de control es controlar el actuador del robot para completar movimientos y funciones específicos según el programa de instrucciones de trabajo del robot y las señales enviadas por los sensores. Si el robot industrial no tiene características de retroalimentación de información, es un sistema de control de bucle abierto; si tiene características de retroalimentación de información, es un sistema de control de bucle cerrado. Según el principio de control, el sistema de control se puede dividir en sistema de control de programa, sistema de control adaptativo y sistema de control de inteligencia artificial. Según la forma de operación de control, el sistema de control se puede dividir en control de punto y control de trayectoria. Un conjunto completo de robots industriales incluye el cuerpo del robot, el software del sistema, el gabinete de control, el equipo mecánico periférico, la visión CCD, el dispositivo/pinza, el gabinete de control PLC del equipo periférico y el colgante/caja de enseñanza.

Equipo de robot industrial A continuación se centra en la introducción del sistema de accionamiento y el sistema de percepción del robot. 2. Sistema de accionamiento del robot El sistema de accionamiento de los robots industriales se divide en tres categorías según la fuente de energía: hidráulico, neumático y eléctrico. Estos tres tipos básicos también se pueden combinar en un sistema de propulsión compuesto según sea necesario. Cada uno de estos tres tipos de sistemas de propulsión básicos tiene sus propias características. Sistema de accionamiento hidráulico: porque la tecnología hidráulica es una tecnología relativamente madura. Tiene las características de gran potencia, gran relación entre fuerza (o par) e inercia, alta respuesta rápida y fácil realización de accionamiento directo. Es adecuado para su uso en robots con gran capacidad de carga, gran inercia y que trabajan en entornos resistentes a la soldadura.

Sin embargo, el sistema hidráulico requiere conversión de energía (convertir energía eléctrica en energía hidráulica). En la mayoría de los casos, se utiliza el control de velocidad del acelerador, que es menos eficiente que el sistema de accionamiento eléctrico. La fuga de lodo líquido del sistema hidráulico contaminará el medio ambiente y provocará un alto ruido de funcionamiento. Debido a estas debilidades, en los últimos años los robots con cargas inferiores a 100 kg han sido sustituidos a menudo por sistemas eléctricos. En la figura se muestra el robot de alta resistencia totalmente hidráulico desarrollado por Qingdao Huadong Engineering Machinery Co., Ltd. Su capacidad de carga de largo alcance puede alcanzar los 2.000 kg y el radio de actividad del robot puede alcanzar casi 6 m. Se utiliza en la industria de la fundición y la forja.

Robot de alta resistencia totalmente hidráulico

El accionamiento neumático tiene las ventajas de una velocidad rápida, una estructura de sistema simple, un mantenimiento conveniente y un precio bajo. Sin embargo, debido a la baja presión de trabajo del dispositivo neumático, es difícil posicionarlo con precisión y generalmente solo se usa para accionar el efector final de robots industriales. Como efectores finales se pueden utilizar pinzas manuales neumáticas, cilindros giratorios y ventosas neumáticas para agarrar y ensamblar piezas con cargas medianas y pequeñas. En la figura se muestran la ventosa neumática y la pinza robótica neumática.

El accionamiento del motor de ventosa neumática y pinza robótica neumática es un método de accionamiento convencional para los robots industriales modernos. Se divide en cuatro categorías principales de motores: servomotores de CC, servomotores de CA, motores paso a paso y motores lineales. Los servomotores de CC y los servomotores de CA adoptan control de circuito cerrado y generalmente se utilizan para accionamientos de robots de alta precisión y alta velocidad. Los motores paso a paso se utilizan en situaciones donde los requisitos de precisión y velocidad no son altos y adoptan motores lineales; y sus sistemas de control de accionamiento se utilizan en La tecnología se ha vuelto cada vez más madura y tiene un rendimiento superior que los dispositivos de transmisión tradicionales no pueden igualar, como adaptabilidad a aplicaciones de muy alta y muy baja velocidad, alta aceleración, alta precisión, sin juego, baja Desgaste, estructura simple y sin necesidad de una conexión de tornillo reductor y de engranaje, etc. En vista de la gran cantidad de requisitos de accionamiento lineal en robots paralelos, los motores lineales se han utilizado ampliamente en el campo de los robots paralelos. 3. Sistema de percepción del robot El sistema de percepción del robot convierte diversa información de estado interno e información ambiental del robot de señales en datos e información que pueden ser entendidos y aplicados por el propio robot o entre robots, además de la necesidad de percibir cantidades mecánicas relacionadas. a su propio estado de trabajo, además del desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la fuerza y ​​el par, la tecnología de percepción visual es un aspecto importante de la percepción del robot industrial. El servosistema visual utiliza información visual como señal de retroalimentación para controlar y ajustar la posición y actitud del robot. Las aplicaciones en esta área se reflejan principalmente en las industrias de semiconductores y electrónica. Los sistemas de visión artificial también se utilizan ampliamente en diversos aspectos de la inspección de calidad, la identificación de piezas de trabajo, la clasificación de alimentos y el envasado. Por lo general, el servocontrol visual del robot es un servo visual basado en la posición o un servo visual basado en imágenes. También se les llama servo visual tridimensional y servo visual bidimensional, respectivamente. Ambos métodos tienen sus propias ventajas y aplicabilidad, pero también tienen algunas desventajas. Entonces alguien propuso un método de servicio visual de 2,5 dimensiones. El servosistema visual basado en la posición utiliza parámetros de la cámara para establecer una relación de mapeo entre la información de la imagen y la información de posición/actitud del efector final del robot, logrando así un control de bucle cerrado de la posición del efector final del robot. Los errores de posición y actitud del efector final se estiman a partir de la información de posición del efector final extraída de las imágenes capturadas en tiempo real y el modelo geométrico del objetivo de posicionamiento, y luego, en función de los errores de posición y actitud, los nuevos parámetros de pose de cada uno. se obtienen juntas. El servo visual basado en la posición requiere que el efector final siempre se observe en la escena visual y se calcule su posición tridimensional y la información de actitud. Eliminar la interferencia y el ruido en las imágenes es la clave para garantizar cálculos precisos del error de posición y actitud. El servo visual bidimensional compara las características de la imagen capturada por la cámara con una imagen determinada (no información geométrica tridimensional) para obtener una señal de error. Luego, el controlador conjunto y el controlador de visión se utilizan para realizar correcciones en el estado de trabajo actual del robot, de modo que el robot complete el servocontrol. En comparación con el servocontrol visual tridimensional, el servovisual bidimensional es más resistente a los errores de calibración de cámaras y robots. Sin embargo, al diseñar un servocontrolador visual, es inevitable encontrar la singularidad de la matriz jacobiana de la imagen y el local. Problemas mínimos. En vista de las limitaciones de los métodos de servo visual tridimensional y bidimensional, F. Chaumette et al propusieron un método de servo visual de 2,5 dimensiones. Desacopla el control de bucle cerrado del desplazamiento y la rotación traslacional de la cámara y reconstruye la orientación y la relación de profundidad de la imagen del objeto en el espacio tridimensional en función de los puntos característicos de la imagen. La parte traslacional está representada por las coordenadas de la característica. puntos en el plano de la imagen. Este método puede combinar con éxito la señal de imagen y la señal de pose basándose en la extracción de imágenes y sintetizar las señales de error que generan para la retroalimentación, lo que resuelve en gran medida problemas como la robustez, la singularidad y los mínimos locales.

Sin embargo, este método todavía tiene algunos problemas que deben resolverse, como cómo garantizar que el objeto de referencia esté siempre dentro del campo de visión de la cámara durante el proceso servo y el problema de soluciones no únicas al descomponer la matriz de homografía. Al construir un modelo de controlador de visión, es necesario encontrar un modelo adecuado para describir la relación de mapeo entre el efector final del robot y la cámara. El método de matriz jacobiana de imágenes es un método ampliamente utilizado en el campo de la investigación de servos visuales de robots. La matriz jacobiana de la imagen varía en el tiempo, por lo que debe calcularse o estimarse en línea. 4. Los componentes básicos clave del robot son los cuatro componentes principales del robot: el costo del cuerpo representa el 22%, el servosistema representa el 24%, el reductor representa el 36% y el controlador representa el 12%. Los componentes básicos clave del robot se refieren a las unidades de componentes que constituyen el sistema de transmisión, el sistema de control y el sistema de interacción persona-computadora del robot, desempeñan una influencia clave en el rendimiento del robot y son versátiles y modulares. Los componentes básicos clave del robot se dividen principalmente en las siguientes tres partes: reductor de robot de alta precisión, servomotores y variadores de CA y CC de alto rendimiento, controlador de robot de alto rendimiento, etc. 1) Reductor El reductor es un componente clave del robot. Actualmente, se utilizan principalmente dos tipos de reductores: reductor de engranajes armónicos y reductor RV.

El método de transmisión armónica fue inventado por el inventor estadounidense C. Walt Musser a mediados de los años 50. El reductor de engranajes armónicos se compone principalmente de tres componentes básicos: un generador de ondas, un engranaje flexible y un engranaje rígido. Se confía en que el generador de ondas haga que el engranaje flexible produzca una deformación elástica controlable y se engrane con el engranaje rígido para transmitir movimiento y. potencia Transmisión de una sola etapa La relación de velocidad puede alcanzar de 70 a 1000, y se puede lograr una rotación inversa sin juego con la ayuda de la deformación flexspline. En comparación con los reductores ordinarios, cuando el par de salida es el mismo, el volumen del reductor de engranajes armónicos se puede reducir en 2/3 y el peso se puede reducir en 1/2. El flexspline soporta grandes cargas alternas, por lo que su material tiene una alta resistencia a la fatiga, requisitos de procesamiento y tratamiento térmico, y el proceso de fabricación es complejo. El rendimiento del flexspline es la clave para un reductor de engranajes armónicos de alta calidad.

El principio de transmisión del reductor de engranajes armónicos El alemán Lorenz Baraen propuso el principio de transmisión de engranajes planetarios de molinete cicloidal en 1926. Teijin Co., Ltd. (TEIJINSEIKI Co., Ltd.) tomó la iniciativa en el desarrollo de la reducción RV en la máquina de los años 1980. El reductor RV consta de una etapa delantera de un reductor de engranajes planetarios y una etapa trasera de un reductor de molinete cicloidal. En comparación con los reductores de engranajes armónicos, los reductores RV tienen una mejor precisión de rotación y retención de precisión.

El reductor Chen Shixian inventó la tecnología de transmisión de dientes móviles. La cuarta generación de transmisión de rodillos oscilatorios (ORT) se ha aplicado con éxito a una variedad de productos industriales. La transmisión compuesta de rodillos oscilatorios (CORT) propuesta sobre la base de ORT no solo tiene ventajas similares a la transmisión RV, sino que también supera las deficiencias de los cojinetes del cigüeñal de la transmisión RV con alta tensión y baja vida útil, mejorando aún más la vida útil y la capacidad de carga. capacidad; la estructura de CORT permite una histéresis más pequeña y una mayor precisión y rigidez del movimiento con el mismo índice de precisión, lo que alivia las deficiencias de la transmisión RV que requiere una alta precisión de fabricación, lo que puede reducir relativamente los requisitos de procesamiento y los costos de fabricación. CORT fue desarrollado de forma independiente por mi país y tiene derechos de propiedad intelectual independientes. El Instituto de Investigación de Aleaciones Resistentes al Desgaste de Anshan y Zhejiang Hengfengtai Reducer Manufacturing Co., Ltd. han desarrollado con éxito reductores CORT para robots.

Reductor ORT El reductor CORT tiene actualmente el 75% de la participación de mercado en reductores robóticos de alta precisión, que están monopolizados por dos empresas reductoras japonesas, a saber, la japonesa Nabtesco y el reductor cicloide RV Harmonic Drive de Japón, que proporciona un alto rendimiento. Reductores de armónicos. Los reductores de los principales fabricantes de robots internacionales, incluidos ABB, FANUC, KUKA y MOTOMAN, son proporcionados por las dos empresas anteriores. Lo que se diferencia de los modelos generales seleccionados por las empresas de robots nacionales es que todos los principales fabricantes de robots internacionales están equipados con lo anterior. Dos empresas. Hemos firmado una relación de cooperación estratégica, y la mayoría de los productos proporcionados son modelos especiales que se mejoran sobre la base de modelos generales de acuerdo con los requisitos especiales de cada fabricante. La investigación nacional sobre reductores de molinete cicloidales de alta precisión comenzó relativamente tarde y sólo algunas universidades e institutos de investigación han realizado investigaciones relevantes. Actualmente no existen productos maduros utilizados en robots industriales.

En los últimos años, algunos fabricantes y universidades nacionales han comenzado a dedicarse a la investigación de localización e industrialización de reductores de molinete cicloidales de alta precisión, como Zhejiang Hengfengtai, el Laboratorio Estatal Clave de Transmisión Mecánica de la Universidad de Chongqing, la Fábrica de Reductores de Tianjin y la Fábrica de Máquinas Herramienta de Qinchuan. , Universidad del Ferrocarril de Dalian, etc. En términos de reductores de armónicos, existen productos alternativos nacionales, como Beijing Zhongji Kemei y el Instituto de Transmisión Armónica de Beijing. Sin embargo, todavía existe una gran brecha entre los productos correspondientes y los productos japoneses en términos de velocidad de entrada, altura de torsión, precisión de transmisión y. eficiencia, su aplicación madura en robots industriales acaba de comenzar. En la siguiente tabla se muestra la comparación del rendimiento de los principales reductores de armónicos de alta precisión para robots industriales en el país y en el extranjero.

Tabla 1 Comparación de rendimiento de los principales reductores de armónicos de alta precisión Nota: Los datos de comparación en la tabla anterior son de modelos similares: HD: CSF-17-100 Zhongji Kemei: XB1-40-100 Prueba de eficiencia de transmisión condiciones: velocidad de entrada 1000r/min, temperatura 40° Condiciones de prueba de rigidez torsional: 20% de par nominal La comparación de rendimiento de los reductores de molinete cicloidales de alta precisión convencionales para robots industriales nacionales y extranjeros se muestra en la siguiente tabla.

Tabla 2 Comparación de rendimiento de los principales reductores de molinete cicloidales RV de alta precisión Nota: Los datos de comparación en la tabla anterior son de modelos similares: RV: 100CCYCLO: F2CF-C35 Condiciones de prueba de eficiencia de transmisión: velocidad de salida 15r/ min, par nominal 2) Servomotor En términos de servomotores y variadores, las piezas de accionamiento de los robots europeos actualmente son proporcionadas principalmente por Lenz, Lust, Bosch Rexroth y otras empresas. Estos motores y componentes de accionamiento europeos tienen capacidades de sobrecarga y buena respuesta dinámica. , e impulsa la apertura. Es potente y tiene una interfaz de bus, pero es caro. Los componentes clave de los robots industriales de marcas japonesas son proporcionados principalmente por empresas como Yaskawa, Panasonic y Mitsubishi. Sus precios son relativamente bajos, pero sus capacidades de respuesta dinámica son deficientes, su apertura es deficiente y la mayoría de ellos solo tienen analógicos y de pulso. métodos de control. En los últimos años, también se han llevado a cabo en China investigación básica e industrialización de motores síncronos de imán permanente de CA de alta potencia y piezas de accionamiento, como el Instituto de Tecnología de Harbin, Beijing Hollysys, Guangzhou CNC y otras unidades, y tienen cierta capacidad de producción. pero su rendimiento dinámico, apertura y confiabilidad también deben ser verificados por aplicaciones de proyectos de robots más reales.

3) Controlador En términos de controladores de robots, los controladores actuales de los principales fabricantes de robots extranjeros se desarrollan de forma independiente basándose en plataformas universales de controladores de movimiento multieje. Las plataformas de controlador multieje comunes actuales se dividen principalmente en tarjetas de control de movimiento con procesadores integrados (DSP, POWER PC) como núcleo y sistemas PLC con máquinas de control industrial más sistemas en tiempo real como núcleo. Los representantes son las tarjetas PMAC de Delta Tau. y el sistema TwinCAT de Beckhoff. En términos de tarjetas de control de movimiento domésticas, Googol ha desarrollado productos maduros correspondientes, pero sus aplicaciones en robots son relativamente pocas. 5. Sistema operativo de robot El sistema operativo de robot universal (ROS) es una plataforma de construcción estandarizada diseñada para robots que permite a cada diseñador de robots utilizar el mismo sistema operativo para el desarrollo de software de robots. ROS promoverá el desarrollo de la industria robótica hacia la independencia de hardware y software. El modelo de desarrollo independiente de hardware y software ha promovido en gran medida el desarrollo y el rápido progreso de la tecnología de PC, portátiles y teléfonos inteligentes. ROS es más difícil de desarrollar que un sistema operativo de computadora. Las computadoras solo necesitan manejar algunas operaciones matemáticas muy bien definidas, mientras que los robots deben enfrentar operaciones de movimiento reales más complejas. ROS proporciona servicios de sistema operativo estándar, incluida la abstracción de hardware, el control de dispositivos subyacentes, la implementación de funciones comunes, la mensajería entre procesos y la gestión de paquetes de datos. ROS se divide en dos capas. La capa inferior es la capa del sistema operativo y la capa superior son los diversos paquetes de software para robots aportados por el grupo de usuarios para implementar diferentes funciones. La arquitectura del sistema operativo del robot existente incluye principalmente el sistema operativo de código abierto Ubuntu basado en Linux. Además, instituciones como la Universidad de Stanford, el MIT y la Universidad de Munich en Alemania han desarrollado varios sistemas ROS. El equipo de desarrollo de robots de Microsoft también lanzó una "Windows Robot Edition" en 2007. 6. Planificación del movimiento del robot Para mejorar la eficiencia del trabajo y permitir que el robot complete tareas específicas en el menor tiempo posible, es necesaria una planificación del movimiento razonable. La planificación de movimiento fuera de línea se divide en planificación de ruta y planificación de trayectoria.

El objetivo de la planificación de la trayectoria es hacer que la distancia entre el camino y los obstáculos sea lo más larga posible y la longitud del camino lo más corta posible. El propósito de la planificación de la trayectoria es principalmente hacer que el tiempo de funcionamiento del robot o la energía sean lo más cortos posible; lo más pequeño posible mientras el espacio articular del robot se mueve. La planificación de trayectoria agrega información de series de tiempo sobre la base de la planificación de trayectoria para planificar la velocidad y la aceleración del robot al realizar tareas para cumplir con requisitos como la suavidad y la controlabilidad de la velocidad. La enseñanza y la reproducción es uno de los métodos para lograr la planificación de la ruta. La enseñanza se realiza a través del espacio operativo y los resultados de la enseñanza se registran y reproducen durante el proceso de trabajo. La enseñanza en el sitio corresponde directamente a las acciones que el robot debe completar. y el camino es intuitivo y claro. La desventaja es que requiere operadores experimentados, consume mucho tiempo y el camino no es necesariamente óptimo. Para resolver los problemas anteriores, se puede establecer un modelo virtual del robot para completar la planificación de la ruta de las tareas operativas a través de operaciones visuales virtuales. La planificación del camino se puede realizar en el espacio articular. Gasparetto utiliza un B-spline quíntico como función de interpolación de las trayectorias conjuntas y optimiza el cuadrado de la aceleración en relación con la integral del tiempo de movimiento como función objetivo para garantizar que el movimiento de cada articulación sea lo suficientemente suave. Liu Songguo utiliza B-splines quínticos para interpolar las trayectorias conjuntas del robot. Los valores de los puntos finales de velocidad y aceleración de cada articulación del robot se pueden configurar arbitrariamente de acuerdo con los requisitos de suavidad. Además, la planificación de trayectorias en el espacio conjunto puede evitar el problema de singularidad en el espacio de operaciones. Huo et al. diseñaron un algoritmo de optimización de la trayectoria conjunta para evitar singularidades en el espacio articular. Utilizaron la redundancia de una determinada función conjunta de un robot de soldadura por arco de 6 grados de libertad durante la tarea y utilizaron las singularidades del robot y las limitaciones de las articulaciones. restricciones. El método TWA se utiliza para los cálculos de optimización. Comparando la planificación de la ruta del espacio conjunto con la planificación de la ruta del espacio operativo, tiene las siguientes ventajas: ① Evita el problema de singularidad del robot en el espacio operativo ② Dado que el movimiento del robot está controlado por el movimiento del motor de la articulación, una gran cantidad; se evitan varios problemas en el espacio articular. Cálculo de la cinemática directa y la cinemática inversa. ③Cada trayectoria articular en el espacio articular facilita la optimización del control.

5. Clasificación de los robots industriales

Los robots industriales se pueden dividir en los siguientes tipos según diferentes métodos:

Clasificación de los robots industriales 1. Desde la perspectiva de estructura mecánica, Para robots en serie y robots en paralelo. 1) La característica del robot en serie es que el movimiento de un eje cambiará el origen de coordenadas del otro eje. En términos de solución de posición, la solución positiva del robot en serie es fácil, pero la solución inversa es muy difícil; ) El robot paralelo utiliza un mecanismo paralelo y el movimiento de un eje no cambia el origen de coordenadas del otro eje. Los robots paralelos tienen las ventajas de alta rigidez, estructura estable, gran capacidad de carga, alta precisión de micromovimientos y carga de movimiento pequeña. La solución correcta es difícil pero la solución inversa es muy fácil. En la figura se muestran robots en serie y robots en paralelo.

Robots en serie Robots paralelos 2. Los robots industriales se dividen en las siguientes categorías según la forma de coordenadas del manipulador: (La forma de coordenadas se refiere a la forma del sistema de coordenadas de referencia tomado por el brazo del manipulador cuando se está moviendo.) 1) Ángulo recto La parte móvil del robot industrial coordinado consta de tres movimientos lineales mutuamente perpendiculares (PPP), y su gráfico de espacio de trabajo es rectangular. Su distancia de movimiento en cada dirección axial se puede leer directamente en cada eje de coordenadas. Es muy intuitivo, fácil de programar y calcular la posición y la actitud, tiene una alta precisión de posicionamiento, no tiene acoplamiento en el control y tiene una estructura simple, pero el cuerpo ocupa una gran cantidad. Tiene un rango de movimiento pequeño y poca flexibilidad, lo que dificulta la coordinación con otros robots industriales. 2) La forma de movimiento del robot industrial de coordenadas cilíndricas se realiza mediante un sistema de movimiento compuesto por una rotación y dos movimientos. Su gráfico de espacio de trabajo es un cilindro en comparación con el robot industrial de coordenadas rectangulares, en las mismas condiciones de espacio de trabajo. Ocupa un volumen pequeño pero tiene un amplio rango de movimiento. Su precisión de posición es superada solo por el robot de coordenadas cartesianas, lo que dificulta la coordinación con otros robots industriales. 3) Robot industrial de coordenadas esféricas El robot industrial de coordenadas esféricas también se denomina robot industrial de coordenadas polares. El movimiento de su brazo consta de dos rotaciones y un movimiento lineal (es decir, RRP, una rotación, un paso y un movimiento telescópico). una esfera, que puede inclinarse hacia arriba y hacia abajo y agarrar piezas de trabajo coordinadas en el suelo o en una posición baja. Su precisión de posición es alta y el error de posición es proporcional a la longitud del brazo. 4) Los robots industriales de articulaciones múltiples también se denominan robots industriales de coordenadas rotativas. Los brazos de este robot industrial son similares a las extremidades superiores humanas. Las primeras tres articulaciones son pares giratorios (es decir, RRR). Un brazo grande y uno pequeño, la columna vertical y el brazo grande forman una articulación del hombro, y el brazo grande y el antebrazo forman una articulación del codo, que permite que el brazo grande gire y se incline, y que el antebrazo se incline y se balancee.

Tiene la estructura más compacta, gran flexibilidad y el tamaño más pequeño. Puede funcionar en coordinación con otros robots industriales, pero tiene baja precisión de posición, problemas de equilibrio y acoplamiento de control. Este tipo de robot industrial se utiliza cada vez más. 5) El robot industrial de articulación plana utiliza una articulación móvil y dos articulaciones giratorias (es decir, PRR). La articulación móvil realiza movimientos hacia arriba y hacia abajo, mientras que las dos articulaciones giratorias controlan los movimientos hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha. Esta forma de robot industrial también se llama robot de ensamblaje SCARA (Seletive Compliance Assembly Robot Arm). Es flexible en dirección horizontal y tiene alta rigidez en dirección vertical. Tiene una estructura simple y movimientos flexibles, y se utiliza principalmente para ensamblaje. Es especialmente adecuado para el ensamblaje enchufable de piezas de tamaño pequeño, como se usa ampliamente en el ensamblaje enchufable en la industria electrónica. 3. Los robots industriales se dividen en dos tipos según el método de entrada del programa. : tipo de entrada de programación y tipo de entrada de enseñanza: 1) Entrada de programación Este tipo transmite los archivos del programa de trabajo programados en la computadora al gabinete de control del robot a través de métodos de comunicación como el puerto serie RS232 o Ethernet. 2) Hay dos métodos de enseñanza para el tipo de entrada: enseñanza mediante caja de enseñanza y enseñanza por parte del operador que dirige directamente el actuador. En la enseñanza de la caja de enseñanza, el operador utiliza un controlador manual (caja de enseñanza) para transmitir la señal de comando al sistema de accionamiento, de modo que el actuador pueda realizar la secuencia de acción y la trayectoria de movimiento requeridas. Los robots industriales que utilizan una caja de enseñanza para la enseñanza son relativamente comunes. Generalmente, los robots industriales están equipados con una función de enseñanza de caja de enseñanza. Sin embargo, para situaciones con trayectorias de trabajo complejas, la enseñanza de la caja de enseñanza no puede lograr el efecto ideal, como en el caso de los robots de pintura. para pintar superficies curvas complejas.

En la caja de enseñanza del robot, el operador acciona directamente el actuador para enseñar, y el robot enseña de acuerdo con la secuencia de acción requerida y la trayectoria de movimiento. Al mismo tiempo que el proceso de enseñanza, la información del programa de trabajo se almacena automáticamente en la memoria del programa. Cuando el robot funciona automáticamente, el sistema de control detecta la información correspondiente de la memoria del programa y transmite la señal de comando al mecanismo de accionamiento, de modo que. el actuador puede reproducir el proceso de enseñanza varias acciones.

6. Indicadores de evaluación del desempeño del robot industrial Los parámetros básicos e indicadores de desempeño que representan las características del robot incluyen principalmente espacio de trabajo, grado de libertad, carga útil, precisión del movimiento, características de movimiento, características dinámicas, etc.