一.工業(yè)機器人的組成

　　工業(yè)機器人由三大部分、六個子系統(tǒng)組成。三大部分是：機械本體、傳感器部分和控制部分。六個子系統(tǒng)是：驅(qū)動系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。

　　1.驅(qū)動系統(tǒng)

　　要使機器人運行起來，需要給各個關(guān)節(jié)即每個運動自由度安裝傳動裝置，這就是驅(qū)動統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)可以是液壓、氣動或電動的，也可以是把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng)，還可以是直接驅(qū)動或者通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機械傳動機構(gòu)進行間接驅(qū)動。

　　2.機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

　　工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機身、手臂、末端執(zhí)行器三大件組成，如圖1.6所示。每一大件都要若干自由度構(gòu)成一個多自由度的機械系統(tǒng)。若機身具備行走機構(gòu)便構(gòu)成行走機器人;若機身不具備行走及腰轉(zhuǎn)機構(gòu)，則構(gòu)成單機器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕組成。末端執(zhí)行器是宣接裝在手腕上的重要部件，它可以是二手指或多個手指的手爪。使用領(lǐng)航機器人換槍盤，可以實現(xiàn)一機多用，完成一臺機器人更換不同的末端夾具，進行不同的操作。

　　3.感知系統(tǒng)

　　感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獲取機器人內(nèi)部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給控制系統(tǒng)。內(nèi)部狀態(tài)傳感器用于檢測各個關(guān)節(jié)的位置、速度等變量，為閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)提供反饋信息。外部傳感器用于檢測機器人與周圍環(huán)境之間的一些狀態(tài)變量，如距離、接近程度和接觸情況等，用于引導(dǎo)機器人，便于其識別物體并做出相應(yīng)處理。外部傳感器一方面使機器人更準確地獲取周圍環(huán)境情況，另一方面也能起到誤差矯正的作用。

　　4.控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機器人的作業(yè)指令從傳感器獲取反饋信號，控制機器人的執(zhí)行機構(gòu)，使其完成規(guī)定的運動和功能。如果機器人不具備信息反饋特征，則該控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng);如果機器人具備信息反饋特征，則該控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。該部分主要由計算機硬件和軟件組成。軟件主要由人機交互系統(tǒng)和控制算法等組成。

二.工業(yè)機器人的分類

　　工業(yè)機器人按三大部分(機械本體部分、感知器部分和控制部分)。

　　工業(yè)機器人按用途可分為以下幾種：

　　1.材料搬運機器人

　　搬運機器人用途很廣泛，一般只需要點位控制，即被搬運工件無嚴格的運動軌跡要求，只要求起始點和終點的位姿準確。

　　早期的搬運機器人出現(xiàn)在I960年的美國，Versatran和Unimate兩種機器人初次用于搬運作業(yè)。搬運作業(yè)是指用一種設(shè)備握持工件，從一個加工位置移到另一個加工位置。搬運機器人可安裝不同的末端執(zhí)行器完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運工作，減少了人類繁重的體力勞動。目前世界上使用的搬運機器人超過10萬臺，被廣泛應(yīng)用于機床上下料、沖壓機自動化生產(chǎn)線、自動裝配流水線、碼垛搬運、集裝箱等的自動搬運。部分發(fā)達國家已制定相應(yīng)標準，規(guī)定了人工搬運的限度，超過限度的要由搬運機器人來完成。

　　2.檢測機器人

　　零件制造過程中的檢測以及成品檢測都是確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。這類機器人的工作內(nèi)容主要是確認零件尺寸是否在允許的公差內(nèi)，或者控制零件按質(zhì)量進行分類。

　　例如，油管接頭螺紋加工完畢后，將環(huán)規(guī)旋進管端，通過測量旋進量或檢測與密封墊的接觸程度即可了解接頭螺紋的加工精度。油管接頭工件較重，環(huán)規(guī)的質(zhì)量一般也都超過15kg，為了能完成螺紋檢測任務(wù)的連續(xù)自動化動作(環(huán)規(guī)自動脫離、旋進自動測量等)，需要油管接頭螺紋檢測機器人。該機器人是六軸多關(guān)節(jié)機器人，它的特點在于其手部機構(gòu)是一個五自由度的柔順螺紋旋進機構(gòu)。另外還有一個卡死檢測機構(gòu)，能對螺紋旋進動作加以控制。

　　3.焊接機器人

　　這是目前應(yīng)用較廣泛的一種機器人，它又分為電焊和弧焊兩類。電焊機器人負荷大、動作快，工作的位姿要求嚴格，一般有6個自由度?；『笝C器人負載小、速度低，弧焊對機器人的運動軌跡要求嚴格，需要實現(xiàn)連續(xù)路徑控制，即在運動軌跡的每個點都要實現(xiàn)預(yù)定的位置和姿態(tài)要求。

　　弧焊機器人的6個自由度中，一般3個自由度用于控制焊具跟隨焊縫的空間軌跡，另外3個自由度保持焊具與工件表面有正確的姿態(tài)關(guān)系，這樣才能確保良好的焊縫質(zhì)量。目前汽車制造廠已廣泛使用焊接機器人進行承重大梁和車身的焊接。

　　油管接頭螺紋檢測機器人的作業(yè)對象是鋼管，管徑不同或管彎曲等原因會造成鋼管定位的偏心，因此，需要在機器人手部安裝攝像頭識別鋼管的位置，再根據(jù)圖像匹配等技術(shù)識別鋼管的中心線。

　　4.裝配機器人

　　裝配機器人要求具有較高的位姿精度，手腕具有較大的柔性，因為裝配是一個復(fù)雜的作業(yè)過程，不但要檢測裝配作業(yè)過程中的誤差，而且要糾正這種誤差，因此，裝配機器人采用了許多傳感器，如接觸傳感器、視覺傳感器、接近傳感器、聽覺傳感器等。

　　5.噴涂機器人

　　噴漆機器人主要由機器人本體、計算機和相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成。液壓驅(qū)動的噴漆機器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機等。多采用5或6個自由度關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，手臂有較大的運動空間，并可做復(fù)雜的軌跡運動，其腕部一般有2～3個自由度，可靈活運動。較先進的噴漆機器人腕部采用柔性手腕，既可向各個方向彎曲，又可轉(zhuǎn)動，其動作類似人的手腕，能方便地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)表面。噴漆機器人一般采用液壓驅(qū)動，具有動作速度快、防爆性能好等特點，可通過手把手示教或點位示數(shù)來實現(xiàn)示教。噴漆機器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門。

　　這種工業(yè)機器人多用于噴涂生產(chǎn)線上，重復(fù)定位精度不高。另外由于漆霧易燃，驅(qū)動裝置要防燃防爆。

　　家族，擁有噴涂準確、正常運行時間長、漆料耗用少、工作節(jié)拍短以及有效集成涂裝設(shè)備等諸多優(yōu)勢。

　　其他優(yōu)勢還包括負荷能力強、運行可靠性高等。