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工業機器人12問

電梯直達

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發表于 2019-4-4 12:16:11 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

1、工業機器人定義及特點？

定義：機器人是一個在三維空間具有較多自由度的，并能實現諸多擬人動作和功能的

機器：而工業機器人則是在工業生產上應用的機器人。

特點：可編程、擬人化、通用性、機電一體化。

2、工業機器人有哪幾個子系統組成？各自的作用是什么？

驅動系統：使機器人運行起來的傳動裝置。

機械結構系統：由機身手臂末端操作器三大件組成的一個多自由度的機械系統。

感受系統：由內部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成獲取內部和外部環境狀態的信息。

機器人-環境交互系統：實現工業機器人與外部環境中的設備相互聯系和協調的系統。

人-機交互系統：是操作人員參與機器人控制與機器人進行聯系的裝置。

控制系統：根據機器人的作業指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配機器人的執行機構去完成規定的運動和功能。

3、什么是機器人的自由度？機器人位置操作需要幾個自由度？姿態操作需要幾個自由度？為什么？

自由度是指機器人所具有的獨立坐標軸運動的數目，不應包括手爪（末端操作器）的開合自由度，在三維空間中描述一個物體的位置和姿態需要六個自由度，位置操作需要3個自由度（腰肩肘）姿態操作需要3個自由度（俯仰偏航側滾）。但是工業機器人的自由度，但是工業機器人的自由度是根據其用途而設計的可能小于6個自由度，也可能大于6個自由度。

4、工業機器人的主要技術參數有哪些？

答：自由度、重復定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力。

5、機身和臂部的作用各是什么？在設計時應注意哪些問題？

答：機身是支承臂部的部件，一般實現升降回轉和俯仰等運動。

機身設計時需要注意：
1)要有足夠的剛度和穩定性；

2)運動要靈活，升降運動的導套長度不宜過短，避免發生卡死現象，一般要有導向裝置；

3）結構布置要合理臂部是支承腕部手部和工件的靜動載荷的部件，尤其高速運動時將產生較大的慣性力，引起沖擊，影響定位的準確性。

設計臂部時要注意：
1）剛度要求高；

2）導向性好；

3）重量輕；

4）運動要平穩，定位精度要高。

其它傳動系統應盡量簡短以提高傳動精度和效率 ;各部件布置要合理，操作維護要方便；特殊情況特殊考慮，在高溫環境中應考慮熱輻射的影響腐蝕性環境中應考慮防腐蝕問題。危險環境應考慮防暴問題。

6、手腕上的自由度主要起什么作用？如果要求手部能處于空間任意方向則手腕應具有什么樣的自由度？

手腕上的自由度主要是實現手部所期望的姿態。為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能實現對空間三個坐標軸X Y Z的轉動。即具有翻轉俯仰和偏轉三個自由度。

7、手部的作用和特點

機器人手部的作用：工業機器人的手部也叫末端操作器是用來握持工件或工具的部件

特點：
1）手部是一個獨立的部件；

2）手部是工業機器人的末端操作器。不一定與人的手部結構相同。可以具有手指也可以不具有手指：可以有手爪也可以是專用工具；

3)手部與手腕相連處可拆卸；

4）手部的通用性比較差。

8、按握持原理手部分為幾類？包括哪些具體形式？

按握持原理，手部分為兩類夾持類：包括內撐試外夾試，平移外夾式，勾托式和彈簧式；吸附類;磁吸式，氣吸式。

9、真空式吸盤根據工作原理可分為幾類?分別簡述其工作原理

按工作原理分為：
1）真空吸盤利用真空泵抽出吸附頭的空氣而形成真空；

2）噴吸式吸盤利用伯努利效應產生負壓伯努利效應流體速度加快時，物體與流體接觸的界面上的壓力會減少，反之壓力會增加。借助壓縮空氣和真空發生器無需專用真空泵應用廣泛；

3）擠氣負壓式吸盤靠機械作用實現真空和釋放真空無需真空泵系統也不需要壓縮空氣氣源經濟方便但可靠性稍差。

10、液壓和氣壓傳動在操作力傳動性能和控制性能方面的區別

1）操作力液壓可得到很大的直線運動力和回轉力抓取重量1000到8000N 氣壓可得到較小的直線運動力和回轉力抓取重量小于300N。

2）傳動性能液壓壓縮性小傳動平穩無沖擊基本上無傳動滯后現象反映靈敏運動速度最高達2m/s 氣壓壓縮空氣粘度小管路損失小流速大可達較高速度但高速時平穩性差沖擊較嚴重通常汽缸50到500mm/s。

3）控制性能液壓壓力P流量Q均容易控制可無極調速通過調節PQ可較方便地控制輸出功率達到較高的定位精度（-0.5到+0.5）氣壓低速不易控制難準確定位一般不做伺服控制（國外胭脂出氣壓伺服機構可以實現任意定位精度-2mm到+2mm)。

11、伺服電機和步進電機的性能有何不同？

1）控制精度不同（伺服電機控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證，伺服電機控制精度高于步進電機）；

2）低頻特性不同（伺服電機運轉非常平穩，即使低速時也不會出現振動現象，一般伺服電機低頻性能好于步進電機）；

3）過載能力不同（步進電機不具備過載能力，伺服電機具有較強的過載能力）；

4）運行性能不同（步進電機的控制為開環控制，交流伺服驅動系統為閉環控制）；

5）速度響應性能不同（交流伺服系統加速度性能較好）。

12、工業機器人最顯著的特點有以下幾個：

(1)可編程。生產自動化的進一步發展是柔性啟動化。工業機器人可隨其工作環境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發揮很好的功用，是柔性制造系統中的一個重要組成部分。

(2)擬人化。工業機器人在機械結構上有類似人的行走、腰轉、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業機器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業機器人對周圍環境的自適應能力。

(3)通用性。除了專門設計的專用的工業機器人外，一般工業機器人在執行不同的作業任務時具有較好的通用性。比如，更換工業機器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執行不同的作業任務。

(4)工業機器技術涉及的學科相當廣泛，歸納起來是機械學和微電子學的結合-機電一體化技術。第三代智能機器人不僅具有獲取外部環境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術的應用，特別是計算機技術的應用密切相關。因此，機器人技術的發展必將帶動其他技術的發展，機器人技術的發展和應用水平也可以驗證一個國家科學技術和工業技術的發展水平。