工业机器人的组成及其柔性设计

一台完整的工业机器人由以下几个部分组成：操作机、驱动系统、控制系统，以及可以更换的末端执行器（见图6-1）。

（一） 操作机

图6-1　机器人

操作机是指工业机器人的机械主体结构，是用来完成各种作业的执行机械。从机构学上分析，它是由关节串联起来的连杆组成的。因作业任务不同，操作机有各种结构形式和尺寸。其结构形式主要包括直角坐标式、极 （球）坐标式、平面关节式、空间关节式四种。工业机器人的 “柔性”除体现在其控制装置可重复编程外，还和机器人操作机的结构形式有很大关系。机器人中普遍采用的关节型结构，具有类似人体腰、肩、臂和腕等的仿生结构。人类历经漫长岁月的自然进化，其肢体构造能适应各种不同的工作任务，灵活性非常大。所以机器人采用关节型结构来实现其“柔性化”是非常科学和自然的。

（二） 驱动系统(www.xing528.com)

工业机器人的驱动系统是指驱动操作机运动部件动作的装置，也就是机器人的动力装置。机器人使用的动力源有：压缩空气、液压和电能。因此相应的动力驱动装置就是汽缸、油缸和电机。这些驱动装置大多安装在操作机的运动部件上，所以要求它的结构小巧紧凑、重量轻、惯量小、工作平稳。

（三） 控制系统

工业机器人的控制系统是机器人的“大脑”。它通过各种控制电路硬件和软件的结合来操纵机器人，并协调机器人与生产系统中其他设备的关系。普通机器设备的控制装置多着重自身动作的控制，而机器人的控制系统还要注意建立自身与作业对象之间的控制联系。一个完整的机器人控制系统除了作业控制器和运动部件外，还包括控制驱动系统的伺服控制器及检测机器人自身状态的传感器反馈部分。现代机器人的电子控制主要是由可编程控制器、数控控制器或计算机构成。控制系统是决定机器人功能和水平的关键部分，也是机器人系统中更新和发展最快的部分。

（四） 末端执行器

工业机器人的末端执行器是指连接在操作机腕部的直接用于作业的机构，用于抓取搬运的“手”部，或用于喷漆的喷枪，或用于焊接的焊枪、焊钳，或打磨用的砂轮及检查用的测量工具等。工业机器人操作机臂前端的手腕上有和末端执行器连接用的机械接口，用以安装按作业内容选择的不同手爪或工具。这就进一步扩大了机器人作业的“柔性”。