工業(yè)機器人分類,工業(yè)機器人組成,工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)

　　通常一個產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是先有需求，再有出模，后有加工，最后是批量生產(chǎn)。在這一過程中，需求是源于社會的自然發(fā)展；而后制造公司根據(jù)客戶需求制定方案，出模開始加工；方案確定之后才是批量生產(chǎn)。模具的研發(fā)肯定需要涉及人工的技術(shù)與設計能力，而批量生產(chǎn)則完全地依賴于機器設備的功能，能否大批量、智能化地生產(chǎn)加工不是靠模具設計得有多少精致，而是取決于設備有多么先進。

　　工業(yè)生產(chǎn)制造中，會不斷地有一批批地先進設備引入和自主研發(fā)。其中，工業(yè)機器人的出現(xiàn)，改變了運輸、電子、汽車、化工、航空航天等需要批量加工行業(yè)的傳統(tǒng)概念，目前的自動化程度已完全能夠替代人工操作的地位。工業(yè)機器人多數(shù)是指程序可變（編）的獨立的自動抓取、搬運工件、操作工具的裝置（國內(nèi)稱作工業(yè)機器人或通用機器人）。

　　工業(yè)機器人是一種具有人體上肢的部分功能，工作程序固定的自動化裝置。工業(yè)機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢，但功能較少，適應性較差。目前我國常把具有上述特點的機器人稱為專用機器人，而把工業(yè)機器人稱為通用機器人。簡而言之，機器人就是用機器代替人手，把工件由某個地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進行加工。

　　一、工業(yè)機器人分類

　　工業(yè)機器人一般可分為三類，分別為通用機器人、操作機、專用機器人。

　　**類通用機器人是不需要人工操作的，也即本文所研究的對象。它是一種獨立的、不附屬于某一主機的裝置，可以根據(jù)任務的需要編制程序，以完成各項規(guī)定操作。它是除具備普通機械的物理性能之外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。

　　第二類操作機是需要人工操作的。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機器人來進行探測月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機也屬于這一范疇。

　　第三類是專業(yè)機器人，主要附屬于自動機床或自動生產(chǎn)線上，用以解決機床上下料和工件傳送。這種機器人在國外通常被稱之為“Mechanical Hand”，它是為主機服務的，由主機驅(qū)動。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。

　　機器人按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類型，其中關(guān)節(jié)型機器人以其結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小，相對工作空間**，甚至能繞過基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點，成為機器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，世界一些**機器人的本體部分都采用這種機構(gòu)形式的機器人。

　　二、工業(yè)機器人組成

　　要機器人像人一樣拿取東西，最簡單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動機構(gòu)——執(zhí)行機構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運動的驅(qū)動－傳動系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機器人的性能。一般而言，機器人通常就是由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動－傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成，如圖所示。

　　對于現(xiàn)代智能機器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語言識別裝置等。目前研究主要集中在賦予機器人“眼睛”，使它能識別物體和躲避障礙物，以及機器人的觸覺裝置。機器人的這些組成部分并不是各自獨立的，或者說并不是簡單的疊加在一起，從而構(gòu)成一個機器人的。

　　三、工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)

　　要實現(xiàn)機器人所期望實現(xiàn)的功能，機器人的各部分之間必然還存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制約。它們之間的相互關(guān)系如圖所示。

　　機器人的機械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機構(gòu)和驅(qū)動-傳動系統(tǒng)組成。執(zhí)行機構(gòu)是機器人賴以完成工作任務的實體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動-傳動系統(tǒng)提供動力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務。驅(qū)動-傳動系統(tǒng)主要包括驅(qū)動機構(gòu)和傳動系統(tǒng)。驅(qū)動機構(gòu)提供機器人各關(guān)節(jié)所需要的動力，傳動系統(tǒng)則將驅(qū)動力轉(zhuǎn)換為滿足機器人各關(guān)節(jié)力矩和運動所要求的驅(qū)動力或力矩。

　　有的文獻則把機器人分為機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機械系統(tǒng)又叫操作機，相當于本文中的執(zhí)行機構(gòu)部分。執(zhí)行機構(gòu)是整個工業(yè)機器人中非常重要的一部分，其具備相對的自由度，可以根據(jù)工件大小及重量相對調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)的負載能力及大小來輸出定量值以穩(wěn)固整條機械臂的運行。

　　通過對工業(yè)機器人分類、工業(yè)機器人組成以及工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)的大致了解，我們基本能夠知道工業(yè)機器人的基本特性和作用，以及它在工業(yè)中的地位。目前來看，工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)中起到了非常關(guān)鍵的重要，甚至已經(jīng)能夠替代人類去完成一些重復且繁重的工作，這在科技發(fā)展意義上是一個非常重大的進步。