工業(yè)機器人在顆粒包裝機中的應(yīng)用摘要：機械手是機器人的手臂，它使機器人能彎屈、延伸和旋轉(zhuǎn)，提供這些運動的是機械手的軸，亦是所謂的機械人的自由度機械手的軸使機械手在某一區(qū)域內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，我們將這個區(qū)域為機器人的工作單元，該區(qū)域的大小與機械手的尺寸相對應(yīng)，。由鏈、齒輪和滾珠絲杠組成的機械傳動鏈驅(qū)動著機器人的各軸。機器人控制器是工作單元的核心。用于大多數(shù)機器人系統(tǒng)中的控制器代表現(xiàn)代電子學(xué)的水平，是更復(fù)雜的裝置，即它們可以使得微處理器操縱的。動力源是給機器人和機械手提供動力的單元。例如，如果機器人的機械手是由液壓和氣壓驅(qū)動的，控制信號便傳送到這些裝置。關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人，包裝機工業(yè)機器人是在生產(chǎn)環(huán)境中用以提高生產(chǎn)效率的工具，它能做常規(guī)乏味的裝配線工作，或能做那些對于工人說是危險的工作，例如，第一代工業(yè)機器人是用來在核電站中更換核燃料棒，如果人去做這項工作，將會遭受有害放射線的輻射。工業(yè)機器人亦能工作在裝配線上將小元件裝配到一起，如將電子元件安放在電路印制板，這樣，工人就能從這項乏味的常規(guī)工作中解放出來。機器人也能按程序要求用來拆除炸彈，輔助殘疾人，在社會的很多應(yīng)用場合下履行職能。機器人可以認(rèn)為是將手臂末端的工具、傳感器和手爪移到程序指定位置的一種機器。當(dāng)機器人到達位置后，它將執(zhí)行某種任務(wù)。這些任務(wù)可以是焊接、密封、機器裝料、拆卸以及裝配工作。除了編程以及系統(tǒng)的開停之外，一般來說這些工作可以在無人干預(yù)下完成。如下敘述的是機器人系統(tǒng)基本術(shù)語：1。機器人是一個可編程、多功能的機器手，通過給要完成的不同任務(wù)編制各種動作，它可以移動零件、材料、工具以及特殊裝置。這個基本定義引導(dǎo)出后續(xù)斷落的其他定義，從而描繪出一個完整的機器人系統(tǒng)。2。預(yù)編程位置點是機器人為完成工作而必須跟蹤的軌跡。在某些位置點上機器人將停下來做某些操作，如裝配零件、噴涂油漆或焊接。這些預(yù)編程點貯存再機器人的貯存器中，并為后續(xù)的連續(xù)操作所調(diào)用，而且這些預(yù)編程點像其他程序數(shù)據(jù)一樣，可在日后隨工作需要而變化。因而，這正是這種可編程序的特點，一個工業(yè)機器人很像一臺計算機，數(shù)據(jù)可在這里儲存、后續(xù)調(diào)用與編輯。3。機械手是機器人的手臂，它使機器人能彎屈、延伸和旋轉(zhuǎn)，提供這些運動的是機械手的軸，亦是所謂的機械人的自由度。一個機械人能有316軸，自由度一詞總是與機器人軸數(shù)相關(guān)。4。工具和手爪不是機器人自身組成部分，但它們是安裝再機器人手臂末端的附件。這些連在機器人手臂末端的附件可使機器人抬起工件、點焊、刷漆、電弧焊、鉆孔、打毛刺以及根據(jù)機器人的要求去做各種各樣的工作。5。機器人系統(tǒng)還可以控制機器人的工作單元，工作單元是機器人執(zhí)行任務(wù)所處的整體環(huán)境，該單元包括控制器、機械手、工作平臺、安全保護裝置或者傳輸裝置。所有這些為保證機器人完成自己任務(wù)而必須的裝置都包括在這一工作單元中。另外，來自外設(shè)的信號與機器人通訊，通知機器人何時裝配工件、取工件或放工件到傳輸裝置上。機器人系統(tǒng)有三個基本部件：機械手、控制器和動力源。A.機械手機械手做機器人系統(tǒng)中粗重工作。它包括兩個部分：機構(gòu)和附件，機械手也有聯(lián)結(jié)附件基座，表示一機器人基座與附件之間的連接情況。機械手基座通常固定在工作區(qū)域的地基上，有時基座也可以移動，在這種情況下安裝在導(dǎo)軌或軌道上，允許機械手從一個位置移到另外一個位置。正如前面所提到的那樣，附件從機器人基座上延伸出來，附件就是機器人的手臂，它可以是直動型，也可以是軸節(jié)型手臂，軸節(jié)型手臂也是大家所知的關(guān)節(jié)型手臂。機械臂使機械手產(chǎn)生各軸的運動。這些軸連在一個安裝基座上，然后再連到托架上，托架確保機械手停留在某一位置。在手臂的末端上，連接著手腕，手腕由輔助軸和手腕凸緣組成，手腕是讓機器人用戶在手腕凸緣上安裝不同工具來做不同種工作。機械手的軸使機械手在某一區(qū)域內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，我們將這個區(qū)域為機器人的工作單元，該區(qū)域的大小與機械手的尺寸相對應(yīng)，。隨著機器人機械結(jié)構(gòu)尺寸的增加，工作單元的范圍也必須相應(yīng)增加。機械手的運動由執(zhí)行元件或驅(qū)動系統(tǒng)來控制。執(zhí)行元件或驅(qū)動系統(tǒng)允許各軸在工作單元內(nèi)運動。驅(qū)動系統(tǒng)可用電氣、液壓和氣壓動力，驅(qū)動系統(tǒng)所產(chǎn)生的動力經(jīng)機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，驅(qū)動系統(tǒng)與機械傳動鏈相匹配。由鏈、齒輪和滾珠絲杠組成的機械傳動鏈驅(qū)動著機器人的各軸。B.控制器機器人控制器是工作單元的核心?？刂破鲀Υ嬷A(yù)編程序供后續(xù)調(diào)用、控制外設(shè)，及于廠內(nèi)計算機進行通訊以滿足產(chǎn)品經(jīng)常更新的需要?？刂破饔糜诳刂茩C械手運動和在工作單元內(nèi)控制機械人外設(shè)。用戶可通過手持的示教盒將機械手運動的程序編入控制器。這些信息儲存在控制器的儲存器中以備后續(xù)調(diào)用，控制器存儲了機器人系統(tǒng)的所有編程數(shù)據(jù)，它能存儲幾個不同的程序，并且所有這些程序均能編輯?？刂破饕竽軌蛟诠ぷ鲉卧獌?nèi)與外設(shè)進行通信。例如控制器有一個輸入端，它能標(biāo)識某個機加工操作何時完成。當(dāng)該加工循環(huán)完成后，輸入端接通，告訴控制器定位機械手以便能抓取以加工工件，隨后，機械手抓取一未加工件，將其放置在機床上。接著，控制器給機床發(fā)出開始加工的信號?？刂破骺梢杂筛鶕?jù)事件順序而步進的機械式輪鼓組成，這種類型的控制器可用在非常簡單的機械系統(tǒng)中。用于大多數(shù)機器人系統(tǒng)中的控制器代表現(xiàn)代電子學(xué)的水平，是更復(fù)雜的裝置，即它們可以使得微處理器操縱的。這些微處理器可以是8位，16位或32位處理器。它們可以使得控制器在操作過程中顯得非常柔性。控制器能通過通信線發(fā)送電信號，使它能于機械手各軸交流信息，在機器人的機械手和控制器之間的雙向交流信息可以保持系統(tǒng)操作和位置經(jīng)常更新，控制器也能控制安裝在機器人手腕上的任何工具。控制器也有與廠內(nèi)各計算機進行通信的任務(wù)，這種通信聯(lián)系使機器人成為計算機輔助制造系統(tǒng)的一個組成部分。存儲器。基于微處理器的系統(tǒng)運行時要與固態(tài)的存儲裝置相連，這些存儲裝置可以是磁泡，隨機存儲器、軟盤、磁帶等。每種記憶存儲裝置均能貯存、編輯信息以備后續(xù)調(diào)用和編輯。C.動力源動力源是給機器人和機械手提供動力的單元。傳給機器人系統(tǒng)的動力源有兩種，一種是用于控制器的交流電，另一種是用于驅(qū)動機械手各軸的動力源。例如，如果機器人的機械手是由液壓和氣壓驅(qū)動的，控制信號便傳送到這些裝置TheFunctionofIndustrialRobotintheAutomaticGranularPackagingMachineABSTRACT：Theindustrialrobotisausedinthemanufacturingenvironmenttoincreaseproductivity.Itcanbeusedtodoroutineandtesiousassemblylinejobs,oritcanperformjobsthatmightbehazardoustothehumanworker.Forexample,oneoftheindustrialrobotswasusedtoreplacethenuclearfuelrodsinnuclearpowerplants.Thebasicterminologyofroboticsystemsisintroducedinthefollowing.Theroboticsystemhasthreebasiccomponents:themanipulator,thecontroller,andthepowersource.A.ManipulatorThecontrollerintheroboticsystemistheheartoftheoperation.Thecontrollercanbemadefrommechanicallyoperateddrumsthatstepthroughasequenceofevents.Thecontrollerisalsorequiredtocommunicatewithperiphralequipmentwithintheworkcell.Forexample,thecontrollerhasaninputlinethatidentifieswhenamachiningoperationiscompleted.KEYWORDS:industrialrobot,PackagingMachineTheindustrialrobotisausedinthemanufacturingenvironmenttoincreaseproductivity.Itcanbeusedtodoroutineandtesiousassemblylinejobs,oritcanperformjobsthatmightbehazardoustothehumanworker.Forexample,oneoftheindustrialrobotswasusedtoreplacethenuclearfuelrodsinnuclearpowerplants.Ahumsndoingthisjobmightbeexposedtoharmfulamountsofradiation.Theindustrialrobotcanalsooperateontheassemblyline,puttingtogethersmallcomponents,suchasplacingelectroniccomponentsonaprintedcircuitboard.Thus,thehumanworkercanberelievedoftheroutineoperationofthistedioustask.Robotscanalsobeprogrammedtodefusebombs,toservethehandicapped,andtoperformfunctionsinnumerousinnumerousapplicationsinoursociety.Therobotcanbethoughtofasamachinethatwillmoveanend-of-armtool,sensor,and/orgrippertoapreprogrammedlocation.Whentherobotarrivesatthislocation,itwillperformsomesortoftask.Thistaskcouldbewelding,sealing,machineloading,machineunloading,orahostodassemblyjobs.Generally,thisworkcanbeaccomplishedwithouttheinvolvementofahumanbeing,exceptforprogrammingandforturningthesystemonandoff.Thebasicterminologyofroboticsystemsisintroducedinthefollowing:1.Arobotisareprogrammable,multifunctionalmanipulatordesignedtomoveparts,materials,tools,orspecialdevicesthroughvariableprogrammedmotionsfortheperformanceofavarietyofdifferenttask.Thisbasicdefinitionleadstootherdefinitions,presentedinthefollowingparagraphs,thatgiveacompletepictureofaroboticsystem.2.Preprogrammedlocationsarepathsthattherobotmustfollowtoaccomplishwork.Atsomeoftheselocations,therobotwillstopandperformsomeopertion,suchasassemblyofparts,spraypainting,orwelding.Thesepreprogrammedlocationsarestoredintherobotsmemoryandarerecalledlaterforcontinuouspoeration.Furthermore,thesepreprogrammedlocations,aswellasotherprogramdata,canbechangedlaterastheworkrequirementschange.Thus,withregardtothisprogrammingfeature,anindustrialrobotisverymuchlikeacomputer,wheredatacanbestoredandlaterrecalledandedited.3.Themanipulatoristhearmoftherobot.Itallowstherobottobend,andtwist.Thismovementisprovidedbythemanipulatorsaxes,alsocalledthedegreesoffreedomoftherobot.Arobotcanhave3to16axes.Thetermdegreesoffreedomwillalwaysrelatetothenumberofaxesfoundonrobot.4.Thetoolingandgrippersarenotpartoftheroboticsystemitself；rather,theyareattachmentsthatfitontheendoftherobotsarm.Theseattachmentsconnectedtotheendoftherobotsarmallowtherobottoliftparts,spot-weld,paint.arc-weld,drill,deburr,anddoavarietyoftasks,dependingonwhatisrequiredoftherobot.5.Theroboticsystemcanalsocontroltheworkcelloftheoperatingrobot.Theworkcelloftherobotisthetotalenvironmentinwhichtherobotmustperformitstask.Includedwithinthiscellmaybethecontroller,therobotmanipulator,aworktable,safetyfeatures,oraconveyor.Alltheequipmentthatisrequiredinorderfortherobottodoitsjobisincludedintheworkcell.Inaddition,signalsfromoutsidedevicescancommunicatewiththerobotinordertotelltherobotwhenitshouldassembleparts,pickupparts,orunloadpartstoaconveyor.Theroboticsystemhasthreebasiccomponents:themanipulator,thecontroller,andthepowersource.A.ManipulatorThemanipulator,whichdoesthephysicalworkoftheroboticsystem,consistsoftwosections:themechanicalsectionandtheattachedappendage.Themanipulatoralsohasabasetowhichtheappendagesareattached.Thebaseofthemanipulatorisusuallyfixedtotheworkarea.Sometimes,though,thebasemaybemovable.Inthiscase,thebaseattachedtoeitherarailoratrack,allowingthemanipulatortobemovedfromonelocationtoanther.As,mentionedpreviously,theappendageextendsfromthebaseoftherobot.Theappendageisthearmoftherobot.Itcanbeeitherastraight,movablearmorajointedarm.Thejointedarmisalsoknownasanarticulatedarm.Theappendagesoftherobotmanipulatorgivethemanipulatoritsvariousaxesofmotion.Theseaxesareattachedtoafixedbase,which,inturn,issecuredtoamounting.Thismountingensuresthatthemanipulatorwillremaininonelocation.Attheendofthearm,awristisconnected.Thewristismadeupofadditionalaxesandawristflange.Thewristflangeallowstherobotusertoconnectdifferenttoolingtothewristfordifferentjobs.Themanipulatorsaxesallowittoperformworkwithinacertainarea.Thisareaiscalledtheworkcelloftherob