一、工業(yè)機(jī)器人的基本組成
如圖所示，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)由三大部分六個(gè)子系統(tǒng)組成。三大部分是：機(jī)械部分、傳感部分、控制部分。六個(gè)子系統(tǒng)是：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人-機(jī)交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。下面將分述六個(gè)子系統(tǒng)。
終端分揀機(jī)器人多少錢一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的基本組成
工業(yè)機(jī)器人三大構(gòu)件
1.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
要使機(jī)器人運(yùn)行起來(lái)，就需給各個(gè)關(guān)節(jié)即每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度安置傳動(dòng)裝置，這就是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以是液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)傳動(dòng)、電動(dòng)傳動(dòng)，或者把它們結(jié)合起來(lái)應(yīng)用的綜合系統(tǒng);可以直接驅(qū)動(dòng)或者通過(guò)同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接驅(qū)動(dòng)。
2.機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機(jī)身、手臂、末端操作器三大件組成，如圖所示。每一大件都有若干自由度，構(gòu)成一個(gè)多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。若機(jī)身具備行走機(jī)構(gòu)便構(gòu)成行走機(jī)器人;若機(jī)身不具備行走及腰轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，則構(gòu)成單機(jī)器人臂（SingleRobotArm）。手臂一般由上臂、下臂和手腕組成。末端操作器是直接裝在手腕上的一個(gè)重要部件，它可以是二手指或多手指的手爪，也可以是噴漆槍、焊具等作業(yè)工具。
3.感受系統(tǒng)
它由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息。智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)。人類的感受系統(tǒng)對(duì)感知外部世界信息是極其靈巧的。然而，對(duì)于一些特殊的信息，傳感器比人類的感受系統(tǒng)更有效。
4.機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)
工業(yè)機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個(gè)功能單元，如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等。當(dāng)然，也可以是多臺(tái)機(jī)器人，多臺(tái)機(jī)床或設(shè)備，多個(gè)零件存儲(chǔ)裝置等集成一個(gè)去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。
5.人-機(jī)交互系統(tǒng)
人-機(jī)交互系統(tǒng)是使操作人員參與機(jī)器人控制與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置。例如，計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)終端，指令控制臺(tái)，信息顯示板，危險(xiǎn)信號(hào)報(bào)警器等。歸納起來(lái)為兩大類：指令給定裝置和信息顯示裝置。
6.控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來(lái)的信號(hào)支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能。假如工業(yè)機(jī)器人不具備信息反饋特征，則為開環(huán)控制系統(tǒng);若具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)控制原理可分為程序控制系統(tǒng)，適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)。根據(jù)控制運(yùn)動(dòng)的形式可分為點(diǎn)位控制和軌跡控制。
二、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)是各工業(yè)機(jī)器人制造商在產(chǎn)品供貨時(shí)所提供的技術(shù)數(shù)據(jù)，表1-1提供的幾種工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)是從國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品樣本中摘錄出來(lái)的，僅供參考。盡管各廠商所提供的技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目是不完全一樣的，工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、用途等有所不同，且用戶的要求也不同，但是，工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)一般都應(yīng)有：自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力等。
1.自由度
自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，不應(yīng)包括手爪的開合自由度。在三維空間中描述一個(gè)物體的位置和姿態(tài)需要6個(gè)自由度。但是，工業(yè)機(jī)器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計(jì)的，可能小于6個(gè)自由度，也可能大于6個(gè)自由度。例如，A4020裝配機(jī)器人具有4個(gè)自由度，可以在印刷電路板上接插電子器件;PUMA562機(jī)器人具有6個(gè)自由度，如圖所示，可以進(jìn)行復(fù)雜空間曲面的弧焊作業(yè)。從運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)看，在完成某一特定作業(yè)時(shí)具有多余自由度的機(jī)器人，就叫做冗余自由度機(jī)器人，亦可簡(jiǎn)稱冗余度機(jī)器人。例如，PUMA562機(jī)器人去執(zhí)行印刷電路板上接插電子器件的作業(yè)時(shí)就成為冗余度機(jī)器人。利用冗余的自由度可以增加機(jī)器人的靈活性，躲避障礙物和改善動(dòng)力性能。人的手臂共有7個(gè)自由度，所以工作起來(lái)很靈巧，手部可回避障礙物從不同方向到達(dá)同一個(gè)目的點(diǎn)。
PUMA562機(jī)器人
2.重復(fù)定位精度
快遞分揀機(jī)器人系統(tǒng)如何改進(jìn)工業(yè)機(jī)器人精度是指定位精度和重復(fù)定位精度。定位精度是指機(jī)器人手部實(shí)際到達(dá)位置與目標(biāo)位置之間的差異。重復(fù)定位精度是指機(jī)器人重復(fù)定位其手部于同一目標(biāo)位置的能力，可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差這個(gè)統(tǒng)計(jì)量來(lái)表示，它是衡量一列誤差值的密集度，即重復(fù)度，如圖所示。
3.工作范圍
工作范圍是指機(jī)器人手臂末端或手腕中心所能到達(dá)的所有點(diǎn)的集合，也叫做工作區(qū)域。因?yàn)槟┒瞬僮髌鞯男螤詈统叽缡嵌喾N多樣的，為了真實(shí)反映機(jī)器人的特征參數(shù)，所以是指不安裝末端操作器時(shí)的工作區(qū)域。工作范圍的形狀和大小是十分重要的，機(jī)器人在執(zhí)行某作業(yè)時(shí)可能會(huì)因?yàn)榇嬖谑植坎荒艿竭_(dá)的作業(yè)死區(qū)而不能完成任務(wù)。圖1-6和圖1-7所示分別為PUMA機(jī)器人和A4020機(jī)器人的工作范圍。
PUMA機(jī)器人工作范圍
4.最大工作速度
最大工作速度，有的廠家指工業(yè)機(jī)器人主要自由度上最大的穩(wěn)定速度，有的廠家指手臂末端最大的合成速度，通常都在技術(shù)參數(shù)中加以說(shuō)明。很明顯，工作速度愈高，工作效率愈高。但是，工作速度愈高就要花費(fèi)更多的時(shí)間去升速或降速，或者對(duì)工業(yè)機(jī)器人的最大加速度率或最大減速度率的要求更高。
A4020裝配機(jī)器人工作范圍
5.承載能力
承載能力是指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位置上所能承受的最大質(zhì)量。承載能力不僅決定于負(fù)載的質(zhì)量，而且還與機(jī)器人運(yùn)行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)。為了安全起見，承載能力這一技術(shù)指標(biāo)是指高速運(yùn)行時(shí)的承載能力。通常，承載能力不僅指負(fù)載，而且還包括了機(jī)器人末端操作器的質(zhì)量。
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