装配机器人

装配机器人逐渐成为自动装配系统最重要的组成部分。各种形式和规格的装配机器人正在取代人的劳动，特别用于对人的健康有害的操作，以及特殊环境（例如高辐射区或需要高清洁度的区域）中进行的工作。

装配机器人可分为两大类-伺服型和非伺服型。非伺服型装配机器人指机器人的每个坐标的运动通过可调挡块由人工设定，因而每个程序的可能运动数目是坐标数的两倍；伺服型装配机器人的运动完全由计算机控制，在一个程序内，理论上可有几千种运动。此外，伺服型装配机器人不需要调整终点挡块，不管程序改变多少，都很容易执行。非伺服和伺服型装配机器人都是微处理器控制的。不过，在非伺服机器人中，它控制的只是动作的顺序；而对伺服机器人，每一个动作、功能和操作都是由微处理器发信号控制的。

机器人的驱动系统，传统上的做法是伺服型采用液压的形式，非伺服型采用气动的形式。现在的趋势是用电气系统作为主驱动，特别是新型机器人。液压驱动不可避免有泄漏问题，只有一些大功率的机器人现在和将来都要用液压驱动。由于气动系统装配操作质量较小、功率较小、噪声较小、整洁、结构紧凑，对柔性装配系统来说更为合适。非伺服型采用可调终点挡块，能获得很高的精度，因此可应用它进行精密调整。

装配机器人的运动控制有两类。一类是点位控制，任何动作的两个边界点用键盘输入计算机，这两点之间的运动采取随机性轨迹。不过，此随机性可采用某种机器操作系统的方法来控制，这种操作系统规定每个坐标先后动作的顺序，以实现所希望的运动。另一类是连续轨迹运动控制，轨迹的每一点都记录下来，并在机器人公差带内再现。上述两种控制中，运动通常都是三维空间的，可以处理多个自由度。

‍装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备，由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成。其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等;控制器一般采用多CPU或多级计算机系统，实现运动控制和运动编程;末端执行器为适应不同的装配对象而设计成各种手爪和手腕等;传感系统用来获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。‍

装配机器人的分类

常用的装配机器人主要有可编程通用装配操作手PUMA机器人(最早出现于1978年，工业机器人的祖始)和平面双关节型机器人，即SCARA机器人两种类型。与一般工业机器人相比，装配机器人具有精度高、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套使用等特点，主要用于各种电器的制造行业。

1、PUMA机器人

美国 Unimation 公司1977年研制的PUMA是一种计算机控制的多关节装配机器人。一般有 5或6个自由度，即腰、肩、肘的回转以及手腕的弯曲、旋转和扭转等功能(图1)。其控制系统由微型计算机、伺服系统、输入输出系统和外部设备组成。采用VALⅡ作为编程语言，例如语句“APPRO PART，50”表示手部运动到PART上方50mm处。PART的位置可以键入也可示教。VAL具有连续轨迹运动和矩阵变换的功能。‍

2、SCARA机器人

大量的装配作业是垂直向下的，它要求手爪的水平(X，Y)移动有较大的柔顺性，以补偿位置误差。而垂直 (Z)移动以及绕水平轴转动则有较大的刚性，以便准确有力地装配。另外还要求绕Z 轴转动有较大的柔顺性，以便于键或花键配合。其控制系统也比较简单，如SR-3000机器人采用微处理机对θ1、θ2、Z 三轴(直流伺服电机)实现半闭环控制，对s轴(步进电机)进行开环控制。编程语言采用与 BASIC相近的SERF。最新版本Level4具有坐标变换、直线和圆弧插补、任意速度设定、以文字命名的子程序以及检错等功能。SCARA机器人是目前应用较多的类型之一。‍

库卡装配机器人系统集成产品由机器人操作机、控制器、末端执行器，传感系统，传送设备，外围设备以及相关配置组成。其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等；控制器一般采用多CPU或多级计算机系统，实现运动控制和运动编程；末端执行器为适应不同的装配对象而设计成各种手爪和手腕等；传感系统又来获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。

库卡装配机器人系统集成的运用对于工业生产的意义：

**，KUKA库卡装配机器人系统集成作业可以提高生产效率和产品质量。库卡装配机器人在运转过程中不停顿不休息，产品质量受人的因素影响较小，产品质量更稳定。

第二，可以降低企业成本。在规模化生产中，一台机器人可以替代2到4名产业工人，根据企业具体情况，有所不同;机器人没有疲劳，一天可24小时连续生产。

第三，KUKA库卡装配机器人工作站生产线容易安排生产计划。

第四，库卡装配机器人工作站作业可缩短产品改型换代的周期，降低相应的设备投资。

第五，库卡装配机器人系统集成所用的库卡机器人可以把工人从各种恶劣、危险的环境中解救出来，拓宽企业的业务范围。

装配机器人的应用‍

产品装配自动线上, 应用了大量的装配机器人. 这些装配机器人需要许多周边装置为其提供待装配的元器件及部件. 出于对经济等因素的考虑, 在引进时, 这些周边设备往往未给予应有的重视, 或没有配置或使用损坏后被闲置一边。

为保证机器人不间断地自动装配作业, 要求送料装置提供连续的、精确定位的装配件.所以, 研制我国自己的、适合国情, 性能价格比较优的送料定位装置已成为一项新的课题。

在电子产品生产、装配线上, 最常用的是编带输送机, 但目前这种为插件机服务的编带输送机只能输送一些形状相对规则, 体积和尺寸又较小的电子元件如电阻、小容量电容等, 而对于一些较大形状尺寸的元器件及部件如大功率三极管、变压器、继电器、集成块等, 还是以手工装配为主。机器人能自动装配这些大型异形元件提供精确定位的连续送料件,从而使生产的自动化程度进一步提高。

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