了解工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，組成部分有利于，它能代替重復(fù)機(jī)械式操作工作，效率高，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器！

工業(yè)機(jī)器人一般應(yīng)用在工業(yè)制造上，汽車制造、電器、食品等，能代替重復(fù)機(jī)械式操作工作，效率高，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行。現(xiàn)在我們介紹工業(yè)機(jī)器人主要組成部分。

1、主體

主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。工業(yè)機(jī)器人有6個(gè)自由度甚至更多其中腕部通常有1～3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。

2、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，按動(dòng)力源分為液壓，氣動(dòng)和電動(dòng)三大類。根據(jù)需要也可由這三種基本類型組合成復(fù)合式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這三類基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各有自己的特點(diǎn)。目前主流的是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

由于低慣量，大轉(zhuǎn)矩交、直流伺服電機(jī)及其配套的伺服驅(qū)動(dòng)器（交流變頻器、直流脈沖寬度調(diào)制器）的廣泛采用，。這類系統(tǒng)不需能量轉(zhuǎn)換，使用方便，控制靈活。大多數(shù)電機(jī)后面需安裝精密的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：減速器。

其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置，從而降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩，當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，一味提高伺服電機(jī)的功率是很不劃算的，可以在適宜的速度范圍內(nèi)通過減速器來提高輸出扭矩。

此外，伺服電機(jī)在低頻運(yùn)轉(zhuǎn)下容易發(fā)熱和出現(xiàn)低頻振動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間和反復(fù)性的工作不利于確保其精確性、可靠地運(yùn)行。精密減速電機(jī)的存在使伺服電機(jī)在一個(gè)合適的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，提高機(jī)械體剛性的同時(shí)輸出更大的力矩。現(xiàn)在主流的減速器有兩種：諧波減速器和RV減速器。

諧波減速器原理：

諧波作為減速器使用，通常采用波發(fā)生器主動(dòng)、剛輪固定、柔輪輸出形式。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)圓時(shí)，迫使柔輪產(chǎn)生彈性變形而呈橢圓狀，使其長(zhǎng)軸處柔輪輪齒插入剛輪的輪齒槽內(nèi)，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處 兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態(tài)。有嚙合到脫開的過程之間則處于嚙出或嚙入狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形，使兩輪 輪齒在進(jìn)行嚙入、嚙合、嚙出、脫出的過程中不斷改變各自的工作狀態(tài)，產(chǎn)生了所謂的錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)波發(fā)生器與柔輪的運(yùn)動(dòng)傳遞

諧波減速器特點(diǎn)：

1）精度高：多齒在兩個(gè)180度對(duì)稱位置同時(shí)嚙合，因此齒輪齒距誤差和積累齒距誤差對(duì)旋轉(zhuǎn)精度的影響較為平均，可得到極高的位置精度和旋 轉(zhuǎn)精度。

2）傳動(dòng)比大：?jiǎn)渭?jí)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比可達(dá)i=30~500，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，三個(gè)在同軸上的基本零部件就可實(shí)現(xiàn)高減速比。

3）承載能力高：諧波傳動(dòng)中，齒與齒的嚙合是面接觸，加上同時(shí)嚙合齒數(shù)比較多，因而單位面積載荷小，承載能力較其他傳動(dòng)形式高。

4）體積小、重量輕：相比普通的齒輪裝置，體積和重量可以大幅降低，實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化。

5）傳動(dòng)效率高、壽命長(zhǎng)。

6）傳動(dòng)平穩(wěn)、無沖擊、噪音小。

3、控制系統(tǒng)

機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提示和使用方便等特點(diǎn)。

控制器系統(tǒng)是機(jī)器人的核心，國(guó)外有關(guān)公司對(duì)我國(guó)實(shí)行嚴(yán)密封鎖。近年來隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微處理器的性能越來越高，而價(jià)格則越來越便宜，目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了1-2美金的32位微處理器。

高性價(jià)比的微處理器為機(jī)器人控制器帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，使開發(fā)低成本、高性能的機(jī)器人控制器成為可能。為了保證系統(tǒng)具有足夠的計(jì)算與存儲(chǔ)能力，目前機(jī)器人控制器多采用計(jì)算能力較強(qiáng)的。ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片組成。

此外，由于已有的通用芯片功能及性能上不能完全滿足有些機(jī)器人系統(tǒng)在價(jià)格、性能、集成度和接口等方面的要求，這就產(chǎn)生了機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)SoC（Systemon Chip）技術(shù)的需求，將特定的處理器與所需要的接口集成在一起，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)外圍電路的設(shè)計(jì)，縮小系統(tǒng)尺寸，并降低成本。

例如，Actel公司將NEOS或ARM7的處理器內(nèi)核集成在其FPGA產(chǎn)品上，形成了一個(gè)完整的SoC系統(tǒng)。在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器方面，其研究主要集中在美國(guó)和日本，并有成熟的產(chǎn)品，如美國(guó)DELTATAU公司、日本朋立株式會(huì)社等。其運(yùn)動(dòng)控制器以DSP技術(shù)為核心，采用基于PC的開放式結(jié)構(gòu)。

4、末端執(zhí)行器

末端執(zhí)行器連接在機(jī)械手最后一個(gè)關(guān)節(jié)上的部件，它一般用來抓取物體，與其他機(jī)構(gòu)連接并執(zhí)行需要的任務(wù)。機(jī)器人制造上一般不設(shè)計(jì)或出售末端執(zhí)行器，多數(shù)情況下，他們只提供一個(gè)簡(jiǎn)單的抓持器。通常末端執(zhí)行器安裝在機(jī)器人6軸的法蘭盤上以完成給定環(huán)境中的任務(wù)，如焊接，噴漆，涂膠以及零件裝卸等就是需要機(jī)器人來完成的任務(wù)。

審核編輯 ：李倩