Industrieroboterspielen in verschiedenen Branchen eine entscheidende Rolle, indem sie die Produktionseffizienz verbessern, Kosten senken, die Produktqualität verbessern und sogar die Produktionsmethoden der gesamten Branche verändern. Was sind also die Komponenten eines kompletten Industrieroboters? Dieser Artikel bietet eine detaillierte Einführung in die verschiedenen Komponenten und Funktionen von Industrierobotern, um Ihnen ein besseres Verständnis dieser Schlüsseltechnologie zu ermöglichen.
1. Mechanische Struktur
Zur Grundstruktur von Industrierobotern gehören Körper, Arme, Handgelenke und Finger. Diese Komponenten bilden zusammen das Bewegungssystem des Roboters und ermöglichen eine präzise Positionierung und Bewegung im dreidimensionalen Raum.
Körper: Der Körper ist der Hauptkörper eines Roboters, der normalerweise aus hochfestem Stahl besteht und dazu dient, andere Komponenten zu tragen und Innenraum für die Unterbringung verschiedener Sensoren, Steuerungen und anderer Geräte bereitzustellen.
Arm: Der Arm ist der Hauptteil der Aufgabenausführung eines Roboters und wird normalerweise durch Gelenke angetrieben, um Bewegungen mit mehreren Freiheitsgraden zu ermöglichen. Je nachdas AnwendungsszenarioDer Arm kann entweder mit einer festen Achse oder einer einziehbaren Achse konstruiert werden.
Handgelenk: Das Handgelenk ist der Teil, an dem der Endeffektor des Roboters das Werkstück berührt. Er besteht normalerweise aus einer Reihe von Gelenken und Verbindungsstangen, um flexible Greif-, Platzierungs- und Bedienfunktionen zu ermöglichen.
2. Kontrollsystem
Das Steuerungssystem von Industrierobotern ist sein Kernstück und dafür verantwortlich, Informationen von Sensoren zu empfangen, diese Informationen zu verarbeiten und Steuerbefehle zu senden, um die Bewegung des Roboters anzutreiben. Steuerungssysteme umfassen typischerweise die folgenden Komponenten:
Controller: Der Controller ist das Gehirn von Industrierobotern und dafür verantwortlich, Signale verschiedener Sensoren zu verarbeiten und entsprechende Steuerbefehle zu generieren. Zu den gängigen Steuerungstypen gehören SPS (Programmable Logic Controller), DCS (Distributed Control System) und IPC (Intelligentes Steuerungssystem).
Treiber: Der Treiber ist die Schnittstelle zwischen der Steuerung und dem Motor und dafür verantwortlich, die von der Steuerung ausgegebenen Steuerbefehle in die tatsächliche Bewegung des Motors umzuwandeln. Je nach Anwendungsanforderungen können Treiber in Schrittmotortreiber, Servomotortreiber und Linearmotortreiber unterteilt werden.
Programmierschnittstelle: Eine Programmierschnittstelle ist ein Werkzeug, das von Benutzern zur Interaktion mit Robotersystemen verwendet wird, typischerweise einschließlich Computersoftware, Touchscreens oder speziellen Bedienfeldern. Über die Programmierschnittstelle können Benutzer die Bewegungsparameter des Roboters einstellen, seinen Betriebsstatus überwachen sowie Fehler diagnostizieren und beheben.
3. Sensoren
Industrieroboter müssen sich auf verschiedene Sensoren verlassen, um Informationen über die Umgebung zu erhalten, um Aufgaben wie die korrekte Positionierung, Navigation und Vermeidung von Hindernissen auszuführen. Zu den gängigen Sensortypen gehören:
Visuelle Sensoren: Visuelle Sensoren werden zur Erfassung von Bildern oder Videodaten von Zielobjekten verwendet, beispielsweise Kameras, LiDarusw. Durch die Analyse dieser Daten können Roboter Funktionen wie Objekterkennung, Lokalisierung und Verfolgung erreichen.
Kraft-/Drehmomentsensoren: Kraft-/Drehmomentsensoren werden zur Messung der äußeren Kräfte und Drehmomente verwendet, denen Roboter ausgesetzt sind, wie z. B. Drucksensoren, Drehmomentsensoren usw. Diese Daten sind für die Bewegungssteuerung und Lastüberwachung von Robotern von entscheidender Bedeutung.
Näherungs-/Abstandssensor: Näherungs-/Abstandssensoren werden verwendet, um den Abstand zwischen dem Roboter und umgebenden Objekten zu messen, um einen sicheren Bewegungsbereich zu gewährleisten. Zu den gängigen Näherungs-/Entfernungssensoren gehören Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren usw.
Encoder: Ein Encoder ist ein Sensor, der zum Messen von Drehwinkel- und Positionsinformationen verwendet wird, z. B. ein fotoelektrischer Encoder, ein magnetischer Encoder usw. Durch die Verarbeitung dieser Daten können Roboter eine präzise Positionssteuerung und Flugbahnplanung erreichen.
4. Kommunikationsschnittstelle
Um zu erreichengemeinschaftliche ArbeitFür den Informationsaustausch mit anderen Geräten müssen Industrieroboter in der Regel über bestimmte Kommunikationsfähigkeiten verfügen. Die Kommunikationsschnittstelle kann Roboter mit anderen Geräten (z. B. anderen Robotern in der Produktionslinie, Materialtransportgeräten usw.) und Managementsystemen der oberen Ebene (z. B. ERP, MES usw.) verbinden und so Funktionen wie Datenaustausch und Fernzugriff realisieren Kontrolle. Zu den gängigen Arten von Kommunikationsschnittstellen gehören:
Ethernet-Schnittstelle: Die Ethernet-Schnittstelle ist eine universelle Netzwerkschnittstelle basierend auf dem IP-Protokoll, die im Bereich der industriellen Automatisierung weit verbreitet ist. Über die Ethernet-Schnittstelle können Roboter eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung und Echtzeitüberwachung mit anderen Geräten erreichen.
PROFIBUS-Schnittstelle: PROFIBUS ist ein internationales Standard-Feldbusprotokoll, das im Bereich der industriellen Automatisierung weit verbreitet ist. Die PROFIBUS-Schnittstelle ermöglicht einen schnellen und zuverlässigen Datenaustausch und eine kollaborative Steuerung zwischen verschiedenen Geräten.
USB-Schnittstelle: Die USB-Schnittstelle ist eine universelle serielle Kommunikationsschnittstelle, über die Eingabegeräte wie Tastaturen und Mäuse sowie Ausgabegeräte wie Drucker und Speichergeräte angeschlossen werden können. Über die USB-Schnittstelle können Roboter interaktive Operationen und Informationsübertragung mit Benutzern durchführen.
Zusammenfassend besteht ein vollständiger Industrieroboter aus mehreren Teilen wie mechanischer Struktur, Steuerungssystem, Sensoren und Kommunikationsschnittstelle. Diese Komponenten arbeiten zusammen, damit Roboter verschiedene hochpräzise und schnelle Aufgaben in komplexen industriellen Produktionsumgebungen erledigen können. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der wachsenden Nachfrage nach Anwendungen werden Industrieroboter weiterhin eine wichtige Rolle in der modernen Fertigung spielen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 12. Januar 2024
