1、中文 4387 字 机器人和机器人传感器 介绍 工业机器人以及它的运行是本文的主题。工业机器人是应用于制造环境下以提高生产率的一种工具。它可用于承担常规的、冗长乏味的装配线工作，或执行那些对工人也许有危害的工作。例如，在第一代工业机器人中，曾有一台被用于更换核电厂的核燃料棒。从事这项工作的工人可能会暴露在有害量的放射线下。工业机器人也能够在装配线上操作 安装小型元件，例如将电子元件安装在线路板上。为此，工人可以从这种冗长乏味任务的常规操作中解放出来。通过编程的机器人还能去掉炸弹的雷管、为残疾者服务 以及在我们社会的众多应用中发挥作用。 机器人可被看作将臂端执行工具、传感器以及 /或夹爪移动到某
2、个预定位置的一台机器。当机器人到达该位置，它将执行某个任务。该任务可能是焊接、密封、机械装载、机械卸载，或许多装配工作。除了编程以及打开和关闭系统之外，一般情况下，均不需要人们的参与就能完成这类工作。 机器人专业术语 机器人是一台可再编程的多功能机械手，它可通过可编程运动移动零件、物料、工具或特殊装置以执行某种不同任务。由这项定义可导致下面段落中被阐述的其他定义，它们为机器人系统提供了完整的写照。 预编程位置是机 器人为了完成工作必须遵循和通过的途径。在这些位置的某点，机器人会停下来并执行某种操作，例如装配零件，喷漆或焊接。这些预编程位置被存储在机器人的记忆装置中供以后继续操作时使用。此外，当
3、工作的要求发生变化时，不仅其他编程数据而且这些预编程位置均可作修改。因此，正由于这种编程的特点，一台工业机器人与一台可存储数据、以及可回忆及编辑的计算机十分相似。 机械手是机器人的手臂，它允许机器人俯仰、伸缩和转动。这种动作是由机械手的轴所提供的，机械手的轴又称为机器人的自由度。一台机器人可以具有3 至 16 根轴。在本人的后面部分， 自由度这个术语总与一台机器人轴的数目相关联。 工具及夹爪并非属于机器人系统的本身，它们是装在机器人手臂端部的附件。有了与机器人手臂端部相连接的这些附件，机器人就可以提起零件、点焊、喷漆、弧焊、钻孔、去毛刺，还可以根据所提要求指向各种类型的任务。 机器人系统还可以
4、控制操作机器人的工作单元。机器人工作单元是一种总体环境，在该环境下机器人必须执行赋予它的任务。该单元可包容控制器、机器人的机械手、工作台、安全装置，或输送机。机器人开展工作所需要的所有设备均被包括在这个工作单元中。此外，来自外界装置的信号能够与机器人 进行交流，这样就可以告诉机器人什么时候它该装配零件、捡起零件或将零件卸到输送机。 基本部件 机器人系统具有 3 个基本部件：机械手、控制器及动力源。在某些机器人系统中可以看到第 4 个部件，端部执行件，有关这些部件将在下面小节描述。 机械手 机械手承担机器人系统的体力工作，它由两部分组成：机械部分及被连接的附属物。机械手还有一个与附属物相连的底座
5、。 机械手的底座通常被固定在工作领域的地面。有时，底座也可以移动。在该情况下，底座被安装到导轨上，这样该机械手就可以从一处移动到另一处。例如，一台机器人 可以为几台机床工作，为每台机床装载和卸载。 正如前面所述，附属物从机器人的底座伸出。该附属物是机器人的手臂。它既可以是一个直线型的可动臂，也可以是一个铰接臂。铰接臂也称关节臂。 机器人机械手的附属物可为机械手提供各种运动轴。这些轴与固定底座相连接，而该底座又被紧固到机架上。这个机架能确保该机械手被维持在某个位置上。 在手臂的端部连接着一个手腕。该手腕由附加轴及手腕法兰组成，有了该手腕法兰，机器人用户就可以根据不同的工作在手腕上安装不同的工具。
6、 机械手的轴允许机械手在一定区域内执行工作。如前所述，该区域被称为机器人的工作单元，它的尺度与机械手的尺寸相对应。当机器人的物理尺寸增大时，工作单元的尺寸必然也随之增加。 机械手的运动由驱动器，或驱动系统所控制。驱动器或驱动系统允许各根轴在工作单元内运动，驱动系统可利用电力的、液压的或气压动力。驱动系统发出的能量由各种机械驱动装置转换成机械动力。这些驱动装置通过机械联动机构接合在一起。这些联动机构依次驱动机器人的不同轴。机械联动机构由链轮机构，齿轮机构及滚珠丝杠所组成。 控制器 机器人系统的控制器是运行的心脏。控制器存储着为以后回忆所用的预编程信息，控制着外围设备，它还与 厂内计算机进行交流以
7、使生产不断更新。 控制器用于控制机器人机械手运动以及工作单元中的外围部件。工作人员可以利用手递示教盒将机械手的动作编程进入控制器。这种信息可被存储在控制器的记忆装置中以便以后回忆使用。控制器存储着机器人系统的所有程序数据。它可以存储几种不同的程序，并且它们中任一程序均可被编辑。 也可要求控制器与工作单元中外围设备进行交流。例如，控制器具有一根输入线，该输入线可识别某项机械加工什么时候完成。当该机械循环完成时，输入线被接通，它会吩咐控制器让机械手到位以便机械手能夹起以加工完的零件。接着，该 机械手再捡起一根新的零件并将它安放到机床上，然后，控制器向该机床发出信号让它开始运转。 控制器可由机械操纵的磁鼓构成，这些鼓按工作发生的先后次序操作。这类控制器用于非常简单的机器人系统。在大多数机器人系统中见到的控制器是很复杂的装置，它们体现了现代化的电子科学。换言之，它们由微信息处理器操纵。这些微信息处理器不是 8 位、 16 位就是 32 位的信息处理器。这种功能使控制器的运行具有非常好的柔性。 控制器可通过通讯线路发出电子信号，发出能与机械手各轴线进行沟通的电信号，机器人机械手与控制器之间这种双向交流可使系统的位 置及运行维持在不断修正及更新得状态下，控制器还可以控制安装在机器人手腕端部的任意工
