近幾年比較火的幾個(gè)技術(shù),隨著Smart Factory(智慧工廠)概念的提出,中國2025制造強(qiáng)國等話題,這些相關(guān)的我們不能不談的是工業(yè)機(jī)器人,特別是這幾年AI人工智能的技術(shù)飛速發(fā)展,帶動(dòng)工業(yè)機(jī)器人迅速騰飛起來。
說到工業(yè)機(jī)器人,首先我們得分清什么是工業(yè)機(jī)器人。機(jī)器人是在1920年由一個(gè)作家提出這個(gè)詞Robot;在1939年美國制造出第一臺(tái)機(jī)器人Elektro,經(jīng)過多年技術(shù)的不斷更新,機(jī)器人的種類越來越多,能完成的工作也越來越多,也變得更加智能。
機(jī)器人的分類:國際上通常將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人。
工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。自從1962年美國研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以來,機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快,已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動(dòng)化工廠(FA)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動(dòng)化工具。
服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個(gè)年輕成員,可以分為專業(yè)領(lǐng)域服務(wù)機(jī)器人和個(gè)人/家庭服務(wù)機(jī)器人,服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣,主要從事維護(hù)保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護(hù)等工作。
而中國的機(jī)器人專家將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人兩大類。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人,包括:服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中,有些分支發(fā)展很快,有獨(dú)立成體系的趨勢,如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。
而在本文中,我們主要介紹的是工業(yè)機(jī)器人。
工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括臂部、腕部和手部,有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3~6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度,其中腕部通常有1~3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作;控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào),并進(jìn)行控制。
機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦,是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素。
工業(yè)機(jī)器人主要分為:點(diǎn)焊機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、裝配機(jī)器人、切割機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、激光加工機(jī)器人、真空機(jī)器人、潔凈機(jī)器人等。
為什么工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展那么快?因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人能夠代替人去完成一些危險(xiǎn)的工作,如激光加工、切割、弧焊等這些具有危險(xiǎn)性的工作,同時(shí)能夠避免人類在重復(fù)性的工作下所犯的錯(cuò)誤,同時(shí)也是企業(yè)降低運(yùn)營成本的一個(gè)手段。
而工業(yè)機(jī)器人在未來越來越多,那么工廠就會(huì)升級(jí)為智能工廠(Smart Factory),而這就是智能制造產(chǎn)業(yè)的新一場革命,而從而加快產(chǎn)業(yè)升級(jí),減少人錯(cuò)誤,提高工作效率。
而說到工業(yè)機(jī)器人,大家都知道工業(yè)機(jī)器人的組成部分,而工業(yè)機(jī)器人最重要的就是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。而這些部分,大部分都是需要設(shè)定程序,通過程序來控制工業(yè)機(jī)器人的移動(dòng)軌跡,機(jī)器人之間相互配合時(shí)間等;而晶振就是工業(yè)機(jī)器人中最主要的一顆心臟,提供各部件工作所需要的頻率,目前大部分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中都會(huì)用到一顆8MHz的晶振或16.384MHz,當(dāng)然不同的芯片方案所采用的晶振頻率不一樣。
晶振在電路中主要作用之一是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振,便于各部分保持同步。但有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振,這就需要通過電子調(diào)整頻率的方法做到保持同步。