在工业自动化领域,机器人是必不可少的工具,它们可以自动完成各种繁琐、重复、危险或高精度的工作。机器人按照结构可分为串联机器人和并联机器人,两者控制方式和应用场景也略有不同。
串联机器人,又称为序列式机器人,是由若干个自由度相加而得的机器人,称为“串联”,常见的有 SCARA 机器人、Delta 机器人等。这种机器人的关节结构呈线性结构,每个关节都是由伺服电机、减速机、编码器等部件组成。控制系统通过各个关节的指令运动,来实现工件的加工和组装。串联机器人因为关节数量较多、控制较为复杂,常用于精密零件的加工以及组装工作。
相比之下,并联机器人,又称平行式机器人,是由多个运动自由度的机架和执行器件组成的平行机构,并联机器人具有足够的刚性、快速和准确度等特点。常见的有 SCARA 机器人、Delta 机器人等等。相比于串联机器人,它的优点包括承载、刚性、重量轻、精度高、移动速度快等。并联机器人常用于粗加工、快速装配和物流等领域。
在控制方式上,串联机器人一般采用多关节电机控制器,可以将每个关节的转角和转速输出到控制器上,通过计算和控制来实现运动轨迹的控制。而并联机器人一般采用同步电机控制器,可以将平行机构的几个执行器控制在同一时刻,实现较为灵敏、快速的运动。
比较两者的优缺点,串联机器人具有可靠、高精度和适应性强的优点,但因为结构固有的灵活性和动态特性,刚性相对较差,对外力很敏感,难以实现快速和高效的操作。相反,虽然并联机器人至少需要三个执行器,结构相对复杂,但却拥有高刚性、快速和准确的优点。
综上所述,对于传统工业制造、装配和一些高精度加工领域,串联机器人是不可或缺的;相对的,对于工业物流、仓库自动化、轻量级加工等领域,更应该考虑采用并联机器人,以提高生产效率和加工精度。