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

　　通常一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)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(guò)程中，需求是源于社會(huì)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(shè)計(jì)能力，而批量生產(chǎn)則完全地依賴于機(jī)器設(shè)備的功能，能否大批量、智能化地生產(chǎn)加工不是靠模具設(shè)計(jì)得有多少精致，而是取決于設(shè)備有多么先進(jìn)。

　　工業(yè)生產(chǎn)制造中，會(huì)不斷地有一批批地先進(jìn)設(shè)備引入和自主研發(fā)。其中，工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)，改變了運(yùn)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(dòng)化程度已完全能夠替代人工操作的地位。工業(yè)機(jī)器人多數(shù)是指程序可變（編）的獨(dú)立的自動(dòng)抓取、搬運(yùn)工件、操作工具的裝置（國(guó)內(nèi)稱作工業(yè)機(jī)器人或通用機(jī)器人）。

　　工業(yè)機(jī)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(dòng)化裝置。工業(yè)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢(shì)，但功能較少，適應(yīng)性較差。目前我國(guó)常把具有上述特點(diǎn)的機(jī)器人稱為專用機(jī)器人，而把工業(yè)機(jī)器人稱為通用機(jī)器人。簡(jiǎn)而言之，機(jī)器人就是用機(jī)器代替人手，把工件由某個(gè)地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進(jìn)行加工。

　　一、工業(yè)機(jī)器人分類

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

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

　　第二類操作機(jī)是需要人工操作的。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)器人來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。

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

　　機(jī)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(jī)器人以其結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小，相對(duì)工作空間**，甚至能繞過(guò)基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點(diǎn)，成為機(jī)器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，世界一些**機(jī)器人的本體部分都采用這種機(jī)構(gòu)形式的機(jī)器人。

　　二、工業(yè)機(jī)器人組成

　　要機(jī)器人像人一樣拿取東西，最簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)構(gòu)——執(zhí)行機(jī)構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動(dòng)作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機(jī)器人的性能。一般而言，機(jī)器人通常就是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)－傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成，如圖所示。

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

　　三、工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)

　　要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人所期望實(shí)現(xiàn)的功能，機(jī)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(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要的動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。

　　有的文獻(xiàn)則把機(jī)器人分為機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機(jī)械系統(tǒng)又叫操作機(jī)，相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是整個(gè)工業(yè)機(jī)器人中非常重要的一部分，其具備相對(duì)的自由度，可以根據(jù)工件大小及重量相對(duì)調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載能力及大小來(lái)輸出定量值以穩(wěn)固整條機(jī)械臂的運(yùn)行。

　　通過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人分類、工業(yè)機(jī)器人組成以及工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的大致了解，我們基本能夠知道工業(yè)機(jī)器人的基本特性和作用，以及它在工業(yè)中的地位。目前來(lái)看，工業(yè)機(jī)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(fù)且繁重的工作，這在科技發(fā)展意義上是一個(gè)非常重大的進(jìn)步。