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什么是工业机器人，机器人系统的重要性？

大学仕 2021-08-06 16:16

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　　工业机器人，其实只是一个名字。严格来说和“手”差不多，是一种模仿人手的机械臂。应该叫“工业机械手”。
　　人的手臂有七个自由度，可以满足生活和工作中的蠕动、抓握、传递、升降等动作。由于人类灵活的手臂和聪明的大脑，人类可以在动手能力上超越其他动物，成为万物之首。从早期的狩猎和养殖到后来的手工业和社会化分工，几乎都是由人手完成的，这证明了人手是上帝赐予人类最重要的执行装置，几乎可以胜任世界上任何复杂的工作。
　　但是，工业化生产真的太累了。工人们讨厌这种重复的运动，因为它很无聊，肌肉也很酸痛。如果不是为了保持健康，没有人真的想在工厂工作。随着物质生产的丰富和社会生活的改善和进步，愿意从事重复性工作的人越来越少，企业出现了“用工荒”。老板要请工程师想办法设计自动化程度高的设备来代替工人。简单的变形、加热、加压、压膜等传统机器都可以完成，但对于一些装配、堆垛、喷涂、抛光等工艺，以前的机械设备无法满足要求，所以工程师模仿人的双手
　　自由度是指机构在工作时可以独立运动的数量。如上所述，人手有七个自由度，机械手应该模仿人。理论上，它也应该有七个自由度。自由在工业控制中也叫“轴”，可以简单理解为一个独立的电机控制系统。不同的轴需要不同的电机和控制系统。几个轴可以独立移动，也可以相互组合移动，一个快一个慢。
　　机器人控制系统是工业机器人的大脑，由“大脑”控制，输入各种指令，然后机械手根据接收到的信号做出各种动作，最终完成操作过程。工业机器人控制系统的特点；
　　1.工业机器人控制系统的硬件结构
　　控制器是机器人系统的核心，国外公司对我国实行了严密的封锁。近年来，随着微电子技术的发展，微处理器的性能越来越高，价格也越来越便宜。目前市场上已经出现了1-2美元的32位微处理器。高性价比的微处理器为机器人控制器带来了新的发展机遇，使得开发低成本、高性能的机器人控制器成为可能。为了保证系统有足够的计算和存储能力，机器人控制器大多由ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等计算能力较强的芯片组成。此外，由于现有的通用芯片在价格、性能、集成度和接口等方面不能完全满足一些机器人系统的要求。机器人系统需要SoC（Systemon Chip）技术。将特定的处理器与所需的接口集成在一起，可以简化系统外围电路的设计，减小系统尺寸，降低成本。

　　2.工业机器人控制系统架构
　　在控制器体系结构方面，其研究重点是功能划分和功能间信息交换的规范。在开放式控制器体系结构的研究中，有两种基本结构，一种是基于硬件层次的，相对简单。在日本，架构是基于硬件的，比如三菱重工将PA210便携式通用智能手臂机器人的结构分为五层；二是基于功能划分的结构，兼顾硬件和软件，是机器人控制器架构的研究和发展方向。
　　3.控制软件开发环境
　　在机器人软件开发环境方面，一般工业机器人公司都有自己独立的开发环境和独立的机器人编程语言
　　4.机器人伺服通信总线技术
　　目前，世界上还没有专用于机器人系统的伺服通信总线。在实际应用中，一些常用的总线，如以太网、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等。通常根据系统要求用在机器人系统中。目前，大多数通信控制总线可分为两类：基于RS-485和线驱动技术的串行总线技术和基于实时工业以太网的高速串行总线技术。

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