論工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和機(jī)械手-機(jī)床與液壓2016

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論工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和機(jī)械手-機(jī)床與液壓2016

論工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和機(jī)械手-機(jī)床與液壓2016
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2016年8月 機(jī)床與液壓 .2016
Aug
第44卷 第15期 .44 .15
MACHINE TOOL & HYDRAULICS Vol No
DOI:10.3969/. .1001-3881.2016.15.009
j issn
論工業(yè)機(jī)器人、 數(shù)控機(jī)床和機(jī)械手
龔仲華
(常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 江蘇常州 213164)
摘要: 從專業(yè)技術(shù)的角度, 對(duì)工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的作用地位、 目的用途、 結(jié)構(gòu)形態(tài)、 技術(shù)指標(biāo)及工業(yè)機(jī)器人和機(jī)
械手的控制系統(tǒng)、 操作編程、 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等進(jìn)行了分析和比較, 介紹了三者間的區(qū)別。
關(guān)鍵詞: 工業(yè)機(jī)器人;數(shù)控機(jī)床; 機(jī)械手
中圖分類號(hào): 659 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: 文章編號(hào): 1001-3881 (2016) 15-030-3
TG A
Explain Industrial Robot CNC Machine Tool and Mechanical Arm
GONG Zhonghua
( , 213164, )
Changzhou Institute of Mechatronic Technology Changzhou Jiangsu China
Abstract: ( )
It wasexplained of the difference between industrial robot and computer numbercial control CNC machine tool in
, , , . ,
termsoffunction purpose structure andtechnicalspecifications Itwasalsoanalyzedandcompariedofcontrolsystem operationand
, . ,
programming anddrive systembetweenindustrialrobotandmechanicalarm Itwasdescribedofthedifferenceamongindustrialrobot

CNC machine toolandmechanical arm aswell
Keywords: ; ;
Indusrial robot CNC machine tool Mechanical arm
0 前言 種作業(yè)”, 其主要技術(shù)特點(diǎn)可概括如下。
機(jī)器人自從1959 年問(wèn)世以來(lái), 由于它能夠協(xié)助 可編程。 工業(yè)機(jī)器人具有獨(dú)立的控制系統(tǒng), 它可
人類完成那些單調(diào)、 頻繁和重復(fù)、 長(zhǎng)時(shí)間工作, 或取 通過(guò)編制程序來(lái)改變其動(dòng)作和行為, 具有適應(yīng)工作環(huán)
代人類從事危險(xiǎn)、 惡劣環(huán)境下的作業(yè), 從而得到了較 境變化的柔性。
快的發(fā)展。 工業(yè)機(jī)器人 ( , 簡(jiǎn)稱 ) 擬人化。 多數(shù)工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人
Industrial Robot IR
是用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的自動(dòng)化設(shè)備, 它可替代或部分 類的腰轉(zhuǎn)、 大臂、 小臂、 手腕、 手爪等部件, 并且接
替代人工操作, 起到改善勞動(dòng)環(huán)境、 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、 受其控制器的控制。 在智能工業(yè)機(jī)器人上, 還安裝有
提高自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率等作用, 近年來(lái)已引起國(guó)內(nèi) 模擬生物的傳感器, 如模擬感官的接觸、 力、 負(fù)載、
有關(guān)部門及企業(yè)的高度重視, 并得到了大力宣傳和 光傳感器; 模擬視覺(jué)的圖像識(shí)別傳感器; 模擬聽(tīng)覺(jué)的
推廣。 聲、 語(yǔ)音傳感器等, 它與一定的環(huán)境適應(yīng)能力。
工業(yè)機(jī)器人、 數(shù)控機(jī)床、 機(jī)械手三者在結(jié)構(gòu)、 控 通用。 多數(shù)工業(yè)機(jī)器人具有一定的、 執(zhí)行不同作
制、 行為動(dòng)作等方面有許多相似之處, 以至于非專業(yè) 業(yè)任務(wù)的通用性, 如可通過(guò)更換手部的末端操作器
人士很難區(qū)分, 甚至有人提出了 “隨著自動(dòng)化大趨 (手爪、 工具等), 來(lái)執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。
勢(shì)的發(fā)展, 機(jī)器人將取代機(jī)床成為新一代工業(yè)生產(chǎn)的 2 工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床
基礎(chǔ)” 這樣偏激的觀點(diǎn)。 本文作者將從專業(yè)技術(shù)的 世界首臺(tái)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)于1952 年, 它由美國(guó)麻
角度, 通過(guò)三者的比較, 來(lái)介紹其區(qū)別。 省理工學(xué)院率先研發(fā)成功, 其誕生比工業(yè)機(jī)器人早7
1 工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn) 年。 機(jī)器人發(fā)明人喬治? 德沃爾 ( ) 最
George Devol
根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì) ( ) 的定義, 機(jī)器人 初所申請(qǐng)的專利, 就是利用數(shù)控機(jī)床的伺服軸來(lái)驅(qū)動(dòng)
IFR
分為用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的工業(yè)機(jī)器人 ( - 連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作, 然后通過(guò)控制器對(duì)伺服軸的控制, 來(lái)
Industrial Ro
) 和服務(wù)于人類非生產(chǎn)性活動(dòng)的服務(wù)機(jī)器人 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的功能。 因此, 工業(yè)機(jī)器人的很多技術(shù)都
bot
( ) 兩類。 工業(yè)機(jī)器人是一種 “能夠自 來(lái)自于數(shù)控機(jī)床。
Personal Robot
動(dòng)定位控制, 可重復(fù)編程的, 多功能的、 多自由度的 工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)非常類似,
操作機(jī), 能搬運(yùn)材料、 零件或操持工具, 用于完成各 它們都有控制面板、 控制器、 伺服驅(qū)動(dòng)等基本部
收稿日期: 2015-05-23
作者簡(jiǎn)介: 龔仲華 (1962—), 男, 教授, 教授級(jí)高級(jí)工程師, 長(zhǎng)期從事數(shù)控機(jī)床與控制技術(shù)研究。 - : -
E mail gongzhong
666@163. 。
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圖3 工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)區(qū)別
2.4 技術(shù)指標(biāo)
數(shù)控機(jī)床是一種加工設(shè)備, 定位精度、 輪廓加
工能力和加工精度等是衡量其性能的重要技術(shù)指
標(biāo)。 數(shù)控機(jī)床的定位精度和加工精度通常需要達(dá)到
0.01 或0.001 的數(shù)量級(jí), 甚至更高; 機(jī)床
mm mm
的輪廓加工能力決定于機(jī)床結(jié)構(gòu), 通常而言, 能同
時(shí)控制5軸的機(jī)床, 就可滿足幾乎所有零件的輪廓
加工要求。
工業(yè)機(jī)器人是用于零件搬運(yùn)、 裝卸、 碼垛、 裝配
的生產(chǎn)輔助設(shè)備, 或是進(jìn)行焊接、 切割、 打磨、 拋光
等粗加工的設(shè)備, 強(qiáng)調(diào)的是作業(yè)空間、 承載能力和動(dòng)
作靈活性。 因此, 除少數(shù)特殊要求的產(chǎn)品外, 大多數(shù)
工業(yè)機(jī)器人對(duì)定位精度和軌跡精度的要求并不高, 通
常只需要達(dá)到1 或0.1 的數(shù)量級(jí)。 但是, 工
mm mm
業(yè)機(jī)器人的控制軸數(shù)直接決定自由度、 作業(yè)空間等關(guān)
鍵指標(biāo), 其要求很高; 理論上說(shuō), 需要有6個(gè)自由度
(6軸) 才能完全描述一個(gè)物體在三維空間的位姿,
如需要避障, 還需要有更多的自由度。 此外, 智能工
業(yè)機(jī)器人需要有一定的感知能力, 故需要配備位置、
觸覺(jué)、 視覺(jué)、 聽(tīng)覺(jué)等傳感器; 而數(shù)控機(jī)床一般只需要
檢測(cè)速度和位置, 因此, 工業(yè)機(jī)器人的檢測(cè)技術(shù)要求
高于數(shù)控機(jī)床。
3 工業(yè)機(jī)器人與機(jī)械手 圖4 工業(yè)機(jī)器人與機(jī)械手的區(qū)別
用于零件搬運(yùn)、 裝卸、 碼垛、 裝配的工業(yè)機(jī)器人 在控制系統(tǒng)上, 工業(yè)機(jī)器人一般都有獨(dú)立的控制
功能與生產(chǎn)設(shè)備中的輔助機(jī)械手類似。 如 標(biāo)準(zhǔn)定 器、 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和操作界面, 可進(jìn)行手動(dòng)、 自動(dòng)操作和
ISO
義的工業(yè)機(jī)器人為 “自動(dòng)的、 位置可控的、 具有編 編程, 因此, 它是一種可獨(dú)立運(yùn)行的完整設(shè)備, 可通
程能力的多功能機(jī)械手”, 表明兩者存在很多相似 過(guò)自身的控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的功能。 而機(jī)械手通常
之處。 是用來(lái)實(shí)現(xiàn)換刀或工件裝卸的輔助裝置, 其控制一般
工業(yè)機(jī)器人與輔助機(jī)械手區(qū)別如圖4所示, 兩者 通過(guò)設(shè)備的控制器 (如 , 等) 實(shí)現(xiàn), 它沒(méi)
CNC PLC
的區(qū)別主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)、 操作編程和驅(qū)動(dòng)系 有自身的控制系統(tǒng)和操作界面, 也不能獨(dú)立運(yùn)行。
統(tǒng)上。 (下轉(zhuǎn)第91頁(yè))
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