裝配機器人

裝配機器人是柔性自動化裝配系統(tǒng)的核心設(shè)備，由機器人操作機、控制器、末端執(zhí)行器和傳感系統(tǒng)組成。其中操作機的結(jié)構(gòu)類型有水平關(guān)節(jié)型、直角坐標(biāo)型、多關(guān)節(jié)型和圓柱坐標(biāo)型等；控制器一般采用多CPU或多級計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)運動控制和運動編程；末端執(zhí)行器為適應(yīng)不同的裝配對象而設(shè)計成各種手爪和手腕等；傳感系統(tǒng)用來獲取裝配機器人與環(huán)境和裝配對象之間相互作用的信息。
簡介
常用的裝配機器人主要有可編程通用裝配操作手 (Programmable Universal Manipula-tor forAssembly)即 PUMA你機器人（*早出現(xiàn)于1978年，工業(yè)機器人的祖始）和平面雙關(guān)節(jié)型機器人 (Selective Compliance Assembly Robot Arm)即SCARA機器人兩種類型。與一般工業(yè)機器人相比，裝配機器人具有精度高、柔順性好、工作范圍小、能與其他系統(tǒng)配套使用等特點，主要用于各種電器的制造行業(yè)。
基本類型與結(jié)構(gòu)
PUMA機器人 　美國 Unimation 公司1977年研制的PUMA是一種計算機控制的多關(guān)節(jié)裝配機器人。一般有 5或6個自由度，即腰、肩、肘的回轉(zhuǎn)以及手腕的彎曲、旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)等功能（圖1）。其控制系統(tǒng)由微型計算機、伺服系統(tǒng)、輸入輸出接口和外圍設(shè)備組成。采用VALⅡ作為編程語言，例如語句“APPRO PART，50”表示手部運動到PART上方50mm處。PART的位置可以鍵入也可示教。VAL具有連續(xù)軌跡運動和矩陣變換的功能。
SCARA機器人 　大量的裝配作業(yè)是垂直向下的，它要求手爪的水平(X，Y)移動有較大的柔順性，以補償w位置誤差。而垂直 (Z)移動以及繞水平軸轉(zhuǎn)動則有較大的剛性，以便準(zhǔn)確有力地裝配。另外還要求繞Z 軸轉(zhuǎn)動有較大的柔順性，以便于鍵或花鍵配合r日本山梨大學(xué)研制出SCARA機器人，它的結(jié)構(gòu)特點滿足了上述要求（圖2）。其控制系統(tǒng)也比較簡單，如SR-3000機器人采用微處理機對θ1、θ2、Z 三軸（直流伺服電機）實現(xiàn)半閉環(huán)控制，對s 軸（步進(jìn)電機）進(jìn)行開環(huán)控制。編程語言采用與 BASIC相近的SERF。*新版本Level4具有坐標(biāo)變換直線和圓弧插補、任意速度設(shè)定、以文字命名的子程序以及檢錯等功能。SCARA機器人是目前應(yīng)用較多的類型之一。
柔順性
裝配機器人的大量作業(yè)是軸與孔的裝配，為了在軸與孔存在誤差的情況下進(jìn)行裝配，
應(yīng)使機器人具有柔順性。主動柔順性是根據(jù)傳感器反饋的信息而從動柔順心則利用不帶動力的機構(gòu)來控制手爪的運動以補償其位置誤差。例如美國Draper實驗室研制的遠(yuǎn)心柔順裝置RCC(Remote Center Compliance device)（圖3），一部分允許軸作側(cè)向移動而不轉(zhuǎn)動，另一部分允許軸繞遠(yuǎn)心（通常位于離手爪*遠(yuǎn)的軸端）轉(zhuǎn)動而不移動，分別補償側(cè)向誤差和角度誤差，實現(xiàn)軸孔裝配。
應(yīng)用
裝配機器人主要用于各種電器制造（包括家用電器,如電視機、錄音機、洗衣機、電冰箱、吸塵器）、小型電機、汽車及其部件、計算機、玩具、機電產(chǎn)品及其組件的裝配等方面。