Mechanisches Struktursystem
Aus Sicht der mechanischen Struktur werden Industrieroboter im Allgemeinen in serielle Roboter und parallele Roboter unterteilt. Ein Merkmal serieller Roboter besteht darin, dass die Bewegung einer Achse den Ursprung des Koordinatensystems einer anderen Achse verändert, während die Bewegung einer Achse in einem Parallelroboter den Ursprung des Koordinatensystems einer anderen Achse nicht verändert. Frühe Industrieroboter verwendeten alle serielle Mechanismen. Ein Parallelmechanismus ist als geschlossener Mechanismus definiert, bei dem die bewegliche Plattform und die feste Plattform durch mindestens zwei unabhängige kinematische Ketten verbunden sind, der Mechanismus zwei oder mehr Freiheitsgrade aufweist und parallel angetrieben wird. Ein Parallelmechanismus besteht aus zwei Komponenten: dem Handgelenk und dem Arm. Der Bewegungsbereich des Arms hat einen erheblichen Einfluss auf den Arbeitsbereich, während das Handgelenk die Verbindung zwischen dem Werkzeug und dem Hauptkörper darstellt. Im Vergleich zu seriellen Robotern bieten parallele Roboter Vorteile wie eine höhere Steifigkeit, strukturelle Stabilität, eine höhere Tragfähigkeit, eine höhere Mikrobewegungsgenauigkeit und eine geringere Bewegungslast. Bei der Positionsbestimmung ist die Vorwärtslösung für serielle Roboter einfach, die umgekehrte Lösung jedoch sehr schwierig; Umgekehrt ist für Parallelroboter die Vorwärtslösung schwierig, die Umkehrlösung jedoch sehr einfach.
Antriebssystem
Das Antriebssystem ist das Gerät, das das mechanische Struktursystem mit Strom versorgt. Abhängig von der Energiequelle werden Antriebssysteme in vier Typen eingeteilt: hydraulisch, pneumatisch, elektrisch und mechanisch. Frühe Industrieroboter verwendeten hydraulische Antriebe. Aufgrund von Problemen wie Leckage, Lärm und Instabilität bei niedrigen Drehzahlen sowie der sperrigen und teuren Antriebseinheiten werden hydraulische Antriebe derzeit jedoch nur in großen Hochleistungsrobotern, Parallelverarbeitungsrobotern und einigen Spezialanwendungen eingesetzt. Pneumatische Antriebe bieten Vorteile wie hohe Geschwindigkeit, einfache Systemstruktur, einfache Wartung und niedrige Kosten. Allerdings arbeiten pneumatische Geräte mit niedrigen Drücken, was eine präzise Positionierung erschwert, und werden im Allgemeinen nur zum Antrieb von Endeffektoren in Industrierobotern verwendet. Als Endeffektoren können pneumatische Greifer, Drehzylinder und pneumatische Saugnäpfe zum Greifen und Montieren von Werkstücken mittlerer bis kleiner Lasten eingesetzt werden. Elektroantriebe sind derzeit die am weitesten verbreitete Antriebsmethode. Zu ihren Merkmalen gehören eine bequeme Stromversorgung, schnelle Reaktion, große Antriebskraft, bequeme Signalerkennung, -übertragung und -verarbeitung sowie die Möglichkeit, verschiedene flexible Steuerungsmethoden einzusetzen. Antriebsmotoren verwenden typischerweise Schrittmotoren oder Servomotoren; Es kommen auch Direktantriebsmotoren zum Einsatz, diese sind jedoch teurer und verfügen über eine komplexere Steuerung. Die auf die Motoren abgestimmten Untersetzungsgetriebe sind im Allgemeinen harmonische Untersetzungsgetriebe, zykloide Windraduntersetzungsgetriebe oder Planetengetriebeuntersetzungsgetriebe. Aufgrund der erheblichen Anforderungen an den Linearantrieb bei Parallelrobotern sind Linearmotoren in diesem Bereich weit verbreitet.
Sensorsystem
Das Sensorsystem des Roboters wandelt verschiedene interne Zustands- und Umgebungsinformationen von Signalen in Daten und Informationen um, die der Roboter selbst oder andere Roboter verstehen und anwenden können. Neben der Erfassung mechanischer Größen, die sich auf den eigenen Arbeitszustand beziehen, wie Verschiebung, Geschwindigkeit und Kraft, ist die visuelle Wahrnehmungstechnologie ein entscheidender Aspekt der Sensorik von Industrierobotern. Visuelle Servosysteme nutzen visuelle Informationen als Rückmeldungssignale, um die Position und Haltung des Roboters zu steuern und anzupassen. Bildverarbeitungssysteme werden auch häufig in der Qualitätsprüfung, Werkstückidentifizierung, Lebensmittelsortierung und Verpackung eingesetzt. Das Sensorsystem besteht aus internen und externen Sensormodulen; Der Einsatz intelligenter Sensoren verbessert die Mobilität, Anpassungsfähigkeit und Intelligenz des Roboters.
