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第四節 工業機器人

一、工業機器人的組成和分類及編程方式

(一)工業機器人的組成

工業機器人由操作機、驅動裝置和控制系統三部分組成。操作機也稱執行機構，由末端執行器、手腕、手臂和機座組成。其功能與人的手臂相似。

驅動裝置為操作機工作提供動力，分為電動、液動和氣動三種類型。其執行部件(伺服電動機、液壓缸或氣缸)可以與操作機直接相連，也可以通過齒輪、鏈條和諧波減速器與操作機連接。

控制系統的功能是控制工業機器人按要求動作，分為開環控制系統和閉環控制系統。目前，工業機器人多采用計算機控制。

(二)工業機器人的分類

工業機器人有多種分類方法：

1、按坐標形式分為直角坐標式(代號PPP);圓柱坐標式(代號RPP);球坐標式(代號RRP)，又稱回轉坐標式，分為垂直關節坐標和平面(水平)關節坐標。

2、按驅動方式分為電力驅動、液壓驅動和氣壓驅動。電力驅動的驅動元件可以是步進電機、直流伺服電動機和交流伺服電動機。液壓驅動可以獲得很大的抓取能力(可抓取高達上千斤牛力)，傳動平穩，防暴性好，動作也較靈敏，但對密封性要求高，不宜于在高、低溫現場工作，需配備一套液壓系統。采用氣壓驅動的機器人結構簡單、動作迅速、價格低，但由于空氣可壓縮而使工作速度穩定性差，抓取力小(幾十牛力至幾百牛力)。

3、按控制方式分為點位控制和連續軌跡控制。點位控制方式簡單，適用于上下料、點焊、卸運等作業。連續軌跡控制比較復雜，常用于焊接、噴漆和檢測的機器人中。

二、工業機器人的特性參數和技術要求

1、工業機器人的主要特性參數有：

(1)坐標形式，常用的坐標形式有直角坐標、圓柱坐標、球坐標、關節坐標等。

(2)運動自由度數，自由度數表示機器人動作的靈活程度。一般少于6個，也有多于6個的。

(3)各自由度的動作范圍，指各關節的活動范圍。各關節的基本動作范圍決定了機器人操作機工作空間的形狀和大小。

(4)各自由度的動作速度，指各關節的極限速度。

(5)額定負載，指在規定性能范圍內，在手腕機械接口處所能承受的最大負載允許值。

(6)精度，主要包括位姿精度、位姿重復性、軌跡精度和軌跡重復性等。

2、工業機器人的技術要求包括：外觀和結構，電氣設備，可靠性和安全性。

三、工業機器人的編程方式

工業機器人有示教編程和語言編程兩種編程方式。示教編程又分為手把手示教編程和示教盒示教編程。適用于重復操作型，面對作業任務比較簡單的機器人。語言編程方式適用于動作復雜，操作精度要求高的工業機器人(如裝配機器人)。

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（責任編輯：中大編輯）

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