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第四節(jié) 工業(yè)機(jī)器人

一、工業(yè)機(jī)器人的組成和分類及編程方式

(一)工業(yè)機(jī)器人的組成

工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)三部分組成。操作機(jī)也稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由末端執(zhí)行器、手腕、手臂和機(jī)座組成。其功能與人的手臂相似。

驅(qū)動(dòng)裝置為操作機(jī)工作提供動(dòng)力，分為電動(dòng)、液動(dòng)和氣動(dòng)三種類型。其執(zhí)行部件(伺服電動(dòng)機(jī)、液壓缸或氣缸)可以與操作機(jī)直接相連，也可以通過(guò)齒輪、鏈條和諧波減速器與操作機(jī)連接。

控制系統(tǒng)的功能是控制工業(yè)機(jī)器人按要求動(dòng)作，分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。目前，工業(yè)機(jī)器人多采用計(jì)算機(jī)控制。

(二)工業(yè)機(jī)器人的分類

工業(yè)機(jī)器人有多種分類方法：

1、按坐標(biāo)形式分為直角坐標(biāo)式(代號(hào)PPP);圓柱坐標(biāo)式(代號(hào)RPP);球坐標(biāo)式(代號(hào)RRP)，又稱回轉(zhuǎn)坐標(biāo)式，分為垂直關(guān)節(jié)坐標(biāo)和平面(水平)關(guān)節(jié)坐標(biāo)。

2、按驅(qū)動(dòng)方式分為電力驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)。電力驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件可以是步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。液壓驅(qū)動(dòng)可以獲得很大的抓取能力(可抓取高達(dá)上千斤牛力)，傳動(dòng)平穩(wěn)，防暴性好，動(dòng)作也較靈敏，但對(duì)密封性要求高，不宜于在高、低溫現(xiàn)場(chǎng)工作，需配備一套液壓系統(tǒng)。采用氣壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速、價(jià)格低，但由于空氣可壓縮而使工作速度穩(wěn)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(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制。點(diǎn)位控制方式簡(jiǎn)單，適用于上下料、點(diǎn)焊、卸運(yùn)等作業(yè)。連續(xù)軌跡控制比較復(fù)雜，常用于焊接、噴漆和檢測(cè)的機(jī)器人中。

二、工業(yè)機(jī)器人的特性參數(shù)和技術(shù)要求

1、工業(yè)機(jī)器人的主要特性參數(shù)有：

(1)坐標(biāo)形式，常用的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、球坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)等。

(2)運(yùn)動(dòng)自由度數(shù)，自由度數(shù)表示機(jī)器人動(dòng)作的靈活程度。一般少于6個(gè)，也有多于6個(gè)的。

(3)各自由度的動(dòng)作范圍，指各關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。各關(guān)節(jié)的基本動(dòng)作范圍決定了機(jī)器人操作機(jī)工作空間的形狀和大小。

(4)各自由度的動(dòng)作速度，指各關(guān)節(jié)的極限速度。

(5)額定負(fù)載，指在規(guī)定性能范圍內(nèi)，在手腕機(jī)械接口處所能承受的最大負(fù)載允許值。

(6)精度，主要包括位姿精度、位姿重復(fù)性、軌跡精度和軌跡重復(fù)性等。

2、工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)要求包括：外觀和結(jié)構(gòu)，電氣設(shè)備，可靠性和安全性。

三、工業(yè)機(jī)器人的編程方式

工業(yè)機(jī)器人有示教編程和語(yǔ)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(fù)操作型，面對(duì)作業(yè)任務(wù)比較簡(jiǎn)單的機(jī)器人。語(yǔ)言編程方式適用于動(dòng)作復(fù)雜，操作精度要求高的工業(yè)機(jī)器人(如裝配機(jī)器人)。

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