機器人和機器人傳感器外文翻譯

1、<p><b>　　中文4387字</b></p><p>　　機器人和機器人傳感器</p><p><b>　　介紹</b></p><p>　　工業(yè)機器人以及它的運行是本文的主題。工業(yè)機器人是應用于制造環(huán)境下以提高生產率的一種工具。它可用于承擔常規(guī)的、冗長乏味的裝配線工作，或執(zhí)行那些對工人也許有危害的工作。例

2、如，在第一代工業(yè)機器人中，曾有一臺被用于更換核電廠的核燃料棒。從事這項工作的工人可能會暴露在有害量的放射線下。工業(yè)機器人也能夠在裝配線上操作——安裝小型元件，例如將電子元件安裝在線路板上。為此，工人可以從這種冗長乏味任務的常規(guī)操作中解放出來。通過編程的機器人還能去掉炸彈的雷管、為殘疾者服務以及在我們社會的眾多應用中發(fā)揮作用。</p><p>　　機器人可被看作將臂端執(zhí)行工具、傳感器以及/或夾爪移動到某個預定位置的

3、一臺機器。當機器人到達該位置，它將執(zhí)行某個任務。該任務可能是焊接、密封、機械裝載、機械卸載，或許多裝配工作。除了編程以及打開和關閉系統(tǒng)之外，一般情況下，均不需要人們的參與就能完成這類工作。</p><p><b>　　機器人專業(yè)術語</b></p><p>　　機器人是一臺可再編程的多功能機械手，它可通過可編程運動移動零件、物料、工具或特殊裝置以執(zhí)行某種不同任務。由這

4、項定義可導致下面段落中被闡述的其他定義，它們?yōu)闄C器人系統(tǒng)提供了完整的寫照。</p><p>　　預編程位置是機器人為了完成工作必須遵循和通過的途徑。在這些位置的某點，機器人會停下來并執(zhí)行某種操作，例如裝配零件，噴漆或焊接。這些預編程位置被存儲在機器人的記憶裝置中供以后繼續(xù)操作時使用。此外，當工作的要求發(fā)生變化時，不僅其他編程數據而且這些預編程位置均可作修改。因此，正由于這種編程的特點，一臺工業(yè)機器人與一臺可存儲數

5、據、以及可回憶及編輯的計算機十分相似。</p><p>　　機械手是機器人的手臂，它允許機器人俯仰、伸縮和轉動。這種動作是由機械手的軸所提供的，機械手的軸又稱為機器人的自由度。一臺機器人可以具有3至16根軸。在本人的后面部分，自由度這個術語總與一臺機器人軸的數目相關聯。</p><p>　　工具及夾爪并非屬于機器人系統(tǒng)的本身，它們是裝在機器人手臂端部的附件。有了與機器人手臂端部相連接的這些

6、附件，機器人就可以提起零件、點焊、噴漆、弧焊、鉆孔、去毛刺，還可以根據所提要求指向各種類型的任務。</p><p>　　機器人系統(tǒng)還可以控制操作機器人的工作單元。機器人工作單元是一種總體環(huán)境，在該環(huán)境下機器人必須執(zhí)行賦予它的任務。該單元可包容控制器、機器人的機械手、工作臺、安全裝置，或輸送機。機器人開展工作所需要的所有設備均被包括在這個工作單元中。此外，來自外界裝置的信號能夠與機器人進行交流，這樣就可以告訴機器人

7、什么時候它該裝配零件、撿起零件或將零件卸到輸送機。</p><p><b>　　基本部件</b></p><p>　　機器人系統(tǒng)具有3個基本部件：機械手、控制器及動力源。在某些機器人系統(tǒng)中可以看到第4個部件，端部執(zhí)行件，有關這些部件將在下面小節(jié)描述。</p><p><b>　　機械手</b></p><

8、;p>　　機械手承擔機器人系統(tǒng)的體力工作，它由兩部分組成：機械部分及被連接的附屬物。機械手還有一個與附屬物相連的底座。</p><p>　　機械手的底座通常被固定在工作領域的地面。有時，底座也可以移動。在該情況下，底座被安裝到導軌上，這樣該機械手就可以從一處移動到另一處。例如，一臺機器人可以為幾臺機床工作，為每臺機床裝載和卸載。</p><p>　　正如前面所述，附屬物從機器人的底座

9、伸出。該附屬物是機器人的手臂。它既可以是一個直線型的可動臂，也可以是一個鉸接臂。鉸接臂也稱關節(jié)臂。</p><p>　　機器人機械手的附屬物可為機械手提供各種運動軸。這些軸與固定底座相連接，而該底座又被緊固到機架上。這個機架能確保該機械手被維持在某個位置上。</p><p>　　在手臂的端部連接著一個手腕。該手腕由附加軸及手腕法蘭組成，有了該手腕法蘭，機器人用戶就可以根據不同的工作在手腕上

10、安裝不同的工具。</p><p>　　機械手的軸允許機械手在一定區(qū)域內執(zhí)行工作。如前所述，該區(qū)域被稱為機器人的工作單元，它的尺度與機械手的尺寸相對應。當機器人的物理尺寸增大時，工作單元的尺寸必然也隨之增加。</p><p>　　機械手的運動由驅動器，或驅動系統(tǒng)所控制。驅動器或驅動系統(tǒng)允許各根軸在工作單元內運動，驅動系統(tǒng)可利用電力的、液壓的或氣壓動力。驅動系統(tǒng)發(fā)出的能量由各種機械驅動裝置轉換

11、成機械動力。這些驅動裝置通過機械聯動機構接合在一起。這些聯動機構依次驅動機器人的不同軸。機械聯動機構由鏈輪機構，齒輪機構及滾珠絲杠所組成。</p><p><b>　　控制器</b></p><p>　　機器人系統(tǒng)的控制器是運行的心臟?？刂破鞔鎯χ鵀橐院蠡貞浰玫念A編程信息，控制著外圍設備，它還與廠內計算機進行交流以使生產不斷更新。</p><p&

12、gt;　　控制器用于控制機器人機械手運動以及工作單元中的外圍部件。工作人員可以利用手遞示教盒將機械手的動作編程進入控制器。這種信息可被存儲在控制器的記憶裝置中以便以后回憶使用?？刂破鞔鎯χ鴻C器人系統(tǒng)的所有程序數據。它可以存儲幾種不同的程序，并且它們中任一程序均可被編輯。</p><p>　　也可要求控制器與工作單元中外圍設備進行交流。例如，控制器具有一根輸入線，該輸入線可識別某項機械加工什么時候完成。當該機械循環(huán)

13、完成時，輸入線被接通，它會吩咐控制器讓機械手到位以便機械手能夾起以加工完的零件。接著，該機械手再撿起一根新的零件并將它安放到機床上，然后，控制器向該機床發(fā)出信號讓它開始運轉。</p><p>　　控制器可由機械操縱的磁鼓構成，這些鼓按工作發(fā)生的先后次序操作。這類控制器用于非常簡單的機器人系統(tǒng)。在大多數機器人系統(tǒng)中見到的控制器是很復雜的裝置，它們體現了現代化的電子科學。換言之，它們由微信息處理器操縱。這些微信息處理

14、器不是8位、16位就是32位的信息處理器。這種功能使控制器的運行具有非常好的柔性。</p><p>　　控制器可通過通訊線路發(fā)出電子信號，發(fā)出能與機械手各軸線進行溝通的電信號，機器人機械手與控制器之間這種雙向交流可使系統(tǒng)的位置及運行維持在不斷修正及更新得狀態(tài)下，控制器還可以控制安裝在機器人手腕端部的任意工具。</p><p>　　控制器還有與工廠中不同計算機開展交流的任務，這個通訊網絡可使

15、機器人成為計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)的一部分。</p><p>　　根據上述基本定義，機器人是一臺可再編程序的多功能機械手。所以，控制器必須包含某種形式的記憶存儲器，以微信息處理器為基礎的系統(tǒng)常與固態(tài)記憶裝置連同運行。這些記憶裝置可以是磁泡、隨機存取記憶裝置、軟塑料磁盤或磁帶。每種記憶存儲裝置均可存儲編程信息以便以后回憶使用。</p><p><b>　　動力源</b&g

16、t;</p><p>　　動力源是向控制器及機械手供給動力得裝置，有兩類動力供給機器人系統(tǒng)。一類動力是供控制器運行的交流點動力，另一類被用于驅動機械手各軸。例如，若機器人的機械手由液壓或氣壓裝置控制，則控制信號被發(fā)送到這些裝置才能使機器人運動。</p><p>　　每個機器人系統(tǒng)均需要動力來驅動機械手，這種動力既可由液壓動力源、氣壓動力源，也可以由電力動力源提供，這些動力源是機器人工作單元

17、總的部件及設備中的一部分。</p><p>　　當液壓動力源與及機器人機械手底座相連接，液壓源產生液壓流體，這些流體輸送到機械手各控制元件，于是，使軸繞機器人底座旋轉。</p><p>　　壓力空氣被輸送到機械手，使軸沿軌道作直線運動，也可將這種氣動源連接到鉆床，它可為鉆頭的旋轉提供動力。一般情況下，可從工廠得供給站獲取氣動源并做調整，然后將它輸入機器人機械手的軸。</p>

18、<p>　　電動機可以是交流式的，也可以是直流式的。控制器發(fā)出的脈沖信號被發(fā)送到機械手得電機。這些脈沖為電機提供必要的指令信息以使機械手在機器人底座上旋轉。</p><p>　　用于機械手軸的三種動力系統(tǒng)任一種均需要使用反饋監(jiān)督系統(tǒng)，這種系統(tǒng)會不斷地將每個軸位置數據反饋給控制器。</p><p>　　每種機器人系統(tǒng)不僅需要動力來開動機械手的軸，還需要動力來驅動控制器，這種動力可由

19、制造環(huán)境的動力源提供。</p><p><b>　　端部執(zhí)行件</b></p><p>　　在大部分機器人應用的場合見到的端部執(zhí)行件均是機械手手腕法蘭相連接的一個裝置，端部執(zhí)行件可應用于生產領域中許多不同場合，例如，它可用于撿起零件，用于焊接，或用于噴漆，端部執(zhí)行件為機器人系統(tǒng)提供了機器人運行時必須的柔性。</p><p>　　通常所設計得端部

20、執(zhí)行件可滿足機器人用戶的需要。這些部件可由機器人制造商或機器人系統(tǒng)的物主制造。</p><p>　　端部執(zhí)行件事機器人系統(tǒng)中唯一可將一種工作變成另一種工作的部件，例如，即日起可與噴水割機相連，它在汽車生產線上被用于切割板邊。也可要求機器人將零件安放到磁盤中，在這簡單的過程中，改變了機器人端部執(zhí)行件，該機器人就可以用于其它應用場合，端部執(zhí)行件得變更以及機器人的再編程序可使該系統(tǒng)具有很高的柔性。</p>

21、<p><b>　　機器人傳感器</b></p><p>　　盡管機器人有巨大的能力，但很多時候卻比不過沒有經過一點訓練的工人。例如，工人們能夠發(fā)現零件掉在地上或發(fā)現進料機上沒有零件，但沒有了傳感器，機器人就得不到這些信息，及時使用最尖端的傳感器，機器人也比不上一個經驗豐富的工人，因此，一個好的機器人系統(tǒng)的設計需要使用許多傳感器與機器人控制器相接，使其盡可能接近操作工人得感知能力

22、。</p><p>　　機器人技術最經常使用的傳感器分為接觸式的與非接觸式的。接觸式傳感器可以進一步分為觸覺傳感器、力和扭矩傳感器。觸覺或接觸傳感器可以測出受動器端與其他物體間的實際接觸，微型開關就是一個簡單的觸覺傳感器，當機器人得受動氣端與其他物體接觸時，傳感器是機器人停止工作，避免物體間的碰撞，告訴機器人已到達目標；或者在檢測時用來測量物體尺寸。力和扭矩傳感器位于機器人得抓手與手腕的最后一個關節(jié)之間，或者放在

23、機械手得承載部件上，測量反力與力矩。力和扭矩傳感器有壓電傳感器和裝在柔性部件上的應變儀等。</p><p>　　非接觸傳感器包括接近傳感器、視覺傳感器、聲敏元件及范圍探測器等。接近傳感器和標示傳感器附近的物體。例如，可以用渦流傳感器精確地保持與鋼板之間的固定的距離。最簡單的機器人接近傳感器包括一個發(fā)光二極管發(fā)射機和一個光敏二極管接收器，接收反射面移近時的反射光線，這種傳感器的主要缺點是移近物對光線的反射率會影響接

24、收信號。其他得接近傳感器使用的是與電容和電感相關的原理。</p><p>　　視覺傳感系統(tǒng)十分復雜，基于電視攝像或激光掃描的工作原理。攝像信號經過硬件預處理，以30幀至60幀每秒的速度輸入計算機。計算機分析數據并提取所需的信息，例如，物體是否存在以及物體的特征、位置、操作方向，或者檢測元件的組裝及產品是否完成。</p><p>　　聲敏元件用來感應并解釋聲波，從基本的聲波探測到人們連續(xù)講話

25、的逐字識別，各種聲敏元件的復雜程序不等，除了人機語音交流外，機器人還可以使用聲敏元件控制弧焊，聽到碰撞或倒塌的聲音時阻止機器人的運動，預測將要發(fā)生的機械破損及檢測物體內部缺陷。</p><p>　　還有一種非接觸系統(tǒng)使用投影儀和成像設備獲取物體的表面形狀信息或距離信息。</p><p>　　傳感器有靜態(tài)探測與閉環(huán)探測兩種使用方法。當機器人系統(tǒng)的探測和操作動作交替進行時，通常就要使用傳感器，

26、也就是說探測時機器人不操作，操作時與傳感器無關，這種方法被稱為靜態(tài)探測，使用這種方法，視覺傳感器先尋找被捕捉物體的位置與方向，然后機器人徑直朝那個地點移動。</p><p>　　相反，閉式探測的機器人在操作運動中，始終受傳感器的控制，多數視覺傳感器都采用閉環(huán)模式，它們隨時監(jiān)測機器人的實際位置與理想位置間的偏差，并驅動機器人修正這一偏差。在閉環(huán)探測中，即使物體在運動，例如在傳送帶上，機器人也能抓住它并把它送到預定位

27、置。</p><p>　　Robots and robot sensor Introduction     Industrial robot and its operation is the subject of this article. Industrial robots are used in manufacturing environment

28、 as a tool to increase productivity. It can be used to undertake routine, tedious assembly line work, or the implementation of those workers may be hazardous work. For example, in the first generation of industrial robot