如今，機器人與人工智能已不再停留在暢想階段目尘，它們正成為產(chǎn)業(yè)新風(fēng)口瞻替，掀起新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮。

工業(yè)機器人作為工業(yè)4.0的重要組成部分诺秒，在這波浪潮中遥倦，也是備受關(guān)注。工業(yè)機器人是工廠自動化的一部分良风，現(xiàn)在隨著人工成本增加谊迄，工業(yè)機器人越來越多地出現(xiàn)在了工廠中，尤其是制造廠烟央。國際金屬加工小編在此找到關(guān)于工業(yè)機器人的具體定義统诺、組成、分類及其在機床行業(yè)的應(yīng)用等分析疑俭，特此分享給大家粮呢！

工業(yè)機器人的定義

1987年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對工業(yè)機器人的定義：一種具有自動控制操作和移動功能的、能完成各種作業(yè)的編程操作機钞艇。

通俗的說法就是：工業(yè)機器人是能模仿人體某些器官的功能（主要是動作功能）啄寡、有獨立的控制系統(tǒng)、可以改變工作程序和編程的多用途自動操作裝置哩照。

因此挺物，實際上具有機械手換刀功能的加工中心也是廣義上的工業(yè)機器人，也可說工業(yè)機器人是一種廣義的數(shù)控機床飘弧。

工業(yè)機器人的組成

工業(yè)機器人由控制系統(tǒng)盘胯、本體、執(zhí)行機構(gòu)要尚、檢測系統(tǒng)及示教盒等組成刚驶。

1. 控制系統(tǒng)

如圖1所示剩知，控制系統(tǒng)一般由控制計算機和伺服控制器組成⊙篮穑控制計算機發(fā)出指令瞭剧，協(xié)調(diào)各關(guān)節(jié)驅(qū)動之間的運動，同時還要完成編程柱称、示教/再現(xiàn)以及和其他環(huán)境狀態(tài)（傳感器信息）盘挠、工藝要求及外部相關(guān)設(shè)備（如電焊機）之間的信息傳遞和協(xié)調(diào)工作。伺服控制各個關(guān)節(jié)驅(qū)動器臼磁，使各桿按一定的速度吩欣、加速度和位置要求進(jìn)行運動，從而使執(zhí)行系統(tǒng)按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作海庆。

2. 工業(yè)機器人本體

工業(yè)機器人的本體如圖2所示。

3. 執(zhí)行機構(gòu)

工業(yè)機器人通過執(zhí)行機構(gòu)來完成規(guī)定的動作磨镶，通常執(zhí)行機構(gòu)有以下幾個部分：

（1）手部溃蔫。手部是工業(yè)機器人用來握持工件或工具的部位，直接與工件或工具接觸琳猫。有些工業(yè)機器人直接將工具（ 如電焊槍伟叛、油漆噴槍及容器等）固定在手部，不再另外安裝手部脐嫂。

（2）腕部统刮。腕部是將手部和臂部聯(lián)接在一起的部件。它的作用是調(diào)整手部的方位和姿態(tài)账千，并可擴大臂部的活動范圍侥蒙。

（3）臂部。臂部支承著腕部和手部匀奏，使手部活動的范圍擴大鞭衩。無論是手部、腕部或是臂部都有許多孔娃善，孔內(nèi)有軸论衍，軸和孔之間形成一個關(guān)節(jié)，機器人有一個關(guān)節(jié)就有了一個自由度聚磺。

4. 檢測系統(tǒng)

檢測系統(tǒng)主要用來檢測自己的執(zhí)行系統(tǒng)所處的位置瓤计、姿勢，并將這些情況及時反饋給控制系統(tǒng)莹宁，控制系統(tǒng)根據(jù)這個反饋信息再發(fā)出調(diào)整動作的信號圾峭，使執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)一步動作，從而使執(zhí)行系統(tǒng)的精度到達(dá)規(guī)定的位置和姿勢庇鸭。

5. 示教盒

如圖3所示废徙，操作者通過示教盒進(jìn)行手動示教紧贪，控制機器人到達(dá)不同位姿，并記錄各個位姿點坐標(biāo)爵孔，利用機器人語言進(jìn)行在線編程藤该，實現(xiàn)程序再現(xiàn)，讓機器人執(zhí)行程序要求的軌跡運動神阔。

工業(yè)機器人的分類

工業(yè)機器人常按以下方式分類：

1. 按幾何結(jié)構(gòu)來分類

（1）串聯(lián)機器人里状。直角坐標(biāo)機器人（見圖4）：這一類機器人其手部空間位置的改變，通過沿3個互相垂直的軸線移動來實現(xiàn)吩捞，即沿著X軸的縱向移動鳞编、沿著Y軸的橫向移動和沿著Z軸的升降。

柱面坐標(biāo)機器人（見圖5）：

手臂可伸縮（沿r方向）渐扮；滑動架（托板）可沿柱上下移動（Z軸方向）论悴；水平臂和滑動架組合件可作為基座上的一個整體而旋轉(zhuǎn)（繞Z軸）。一般不允許旋轉(zhuǎn)360°墓律，這是因為有液壓膀估、電氣或氣動聯(lián)結(jié)機構(gòu)或連線造成的約束。

球面坐標(biāo)機器人（見圖6）：

球面坐標(biāo)機器人采用球坐標(biāo)系耻讽，用一個滑動關(guān)節(jié)和兩個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置察纯，再用一個附加的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)確定部件的姿態(tài)。

關(guān)節(jié)坐標(biāo)機器人（見圖7）：

關(guān)節(jié)機器人的關(guān)節(jié)全部都是旋轉(zhuǎn)的针肥，類似于人的手臂饼记，主要由立柱、前臂和后臂組成慰枕。

（2） 并聯(lián)機器人（ 見圖8）具则。并聯(lián)機器人可以定義為動平臺和定平臺通過至少兩個獨立的運動鏈相聯(lián)接，機構(gòu)具有兩個或兩個以上自由度具帮，且以并聯(lián)方式驅(qū)動的一種閉環(huán)機器人乡洼。

2. 按驅(qū)動形式來分類

按驅(qū)動形式來分， 可以分為氣壓驅(qū)動嚼讹、液壓驅(qū)動及電驅(qū)動（步進(jìn)驅(qū)動扛焊、直流伺服驅(qū)動與交流伺服驅(qū)動）等形式。

3. 按用途來分類

按用途來分脊腺， 工業(yè)機器人可分為焊接機器人崎绽、搬運機器人（ 上下料機器人） 、裝配機器人茉园、噴涂機器人宅殿、機械加工機器人與碼垛工業(yè)機器人等。

（1） 焊接機器人（ 見圖9）汁讹。焊接機器人是工業(yè)機器人應(yīng)用最為廣泛的一種類型诞书。

（2）上下料機器人（見圖10）锤知。目前，我國大部分生產(chǎn)線上的機床裝卸工件仍由人工完成快檀， 其勞動強度大贩纵， 生產(chǎn)效率低，而且具有一定的危險性都晶，已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)自動化的發(fā)展趨勢懒叛，為提高工作效率，降低成本耽梅，并使生產(chǎn)線發(fā)展為柔性生產(chǎn)系統(tǒng)薛窥，應(yīng)現(xiàn)代機械行業(yè)自動化生產(chǎn)的要求，越來越多的企業(yè)已經(jīng)開始利用工業(yè)機器人進(jìn)行上下料了眼姐。

（3） 噴涂機器人（ 見圖11）诅迷。噴涂機器人能在惡劣環(huán)境下連續(xù)工作，并具有工作靈活众旗、工作精度高等特點竟贯，因此噴漆機器人被廣泛應(yīng)用于汽車、大型結(jié)構(gòu)件等噴漆生產(chǎn)線逝钥，以保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率拱镐，減輕操作人員勞動強度艘款。

（4） 裝配機器人（ 見圖12）。隨著機器人智能程度的提高沃琅，使得它可對復(fù)雜產(chǎn)品如汽車發(fā)動機哗咆、電動機等進(jìn)行自動裝配，并可大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率蝠笔。

（5）機械加工工業(yè)機器人（見圖13）读铁。機械加工機器人是指具有機械加工能力的工業(yè)機器人。

（6）碼垛工業(yè)機器人（見圖14）床少。碼垛工業(yè)機器人主要用于工業(yè)碼垛砂两。

工業(yè)機器人與數(shù)控加工的集成

工業(yè)機器人與數(shù)控加工的集成主要集中在兩個方面：一是工業(yè)機器人與數(shù)控機床集成為工作站；二是工業(yè)機器人具有加工能力橘疚，即機械加工工業(yè)機器人汪汰。

1. 工業(yè)機器人與數(shù)控機床集成為工作站

工業(yè)機器人與數(shù)控機床的集成主要應(yīng)用在柔性制造單元（F M C） 或柔性制造系統(tǒng)（FMS） 中，圖15所示加工中心上的工件胶僵，由機器人來裝卸步盼，加工完畢的工件與毛坯放在傳送帶上。當(dāng)然隘勾，也有不用傳送帶的樊鲁，如圖16所示投嫂，所用到的工業(yè)機器人一般為上下料機器人，其編程較為簡單蔗彤，只要示教編程后再現(xiàn)就可以了川梅。但工業(yè)機器人與數(shù)控機床各有獨立的控制系統(tǒng)，機器人與數(shù)控機床幕与、傳送帶之間都要進(jìn)行數(shù)據(jù)通信挑势。

圖17所示為某工作站的數(shù)據(jù)通信關(guān)系圖，LD上料工位通過Asi總線連接滾道上的傳感器和執(zhí)行元件啦鸣，數(shù)控機床與LD通過硬件FIELD I/O模塊與FANUC ROBOT通信潮饱。

（1）硬件。①MC（加工中心）的I/O通過點對點接入FIELDI/O模塊诫给，與LD通過PROFIBUSDP總線通信香拉。②ROBOT（工業(yè)機器人）與LD通過PROFIBUSDP總線通信。③滾道附件（傳感器和氣缸等執(zhí)行元件）通過Asi總線接入LD中狂。④MC與ROBOT通信通過LD中轉(zhuǎn)實現(xiàn)凫碌。

MC與ROBOT的通信是通過LD來中轉(zhuǎn)的，所以它們之間的接口由兩部分內(nèi)容構(gòu)成：LD與MC的接口胃榕；LD與ROBOT的接口盛险，傳遞關(guān)系如圖18所示。

（2）接口信號勋又。MC到LD的接口部分信號：①機床狀態(tài)：有無報警颅婴、緊停。②機床運行方式選擇：手動葡料、自動及空運轉(zhuǎn)汗钳。③上下料的狀態(tài)：使能上下料狀態(tài)、上下料請求佃贞、機床門打開磺瓤、工件夾具狀態(tài)及機床內(nèi)有無工件的記憶狀態(tài)。④機器人的手動操作隶俄，如回零设连、去維修位和機器人夾爪的手動操作。⑤工件類型選擇等剿蹦。

LD到MC的接口信號：①機器人和滾道狀態(tài)：無報警辨迷、運行狀態(tài)準(zhǔn)備好。②運行模式洁乏、自動狀態(tài)袁暗。③ 位置狀態(tài)： 機器人在HOME位置、REPAIR位置倍试。④工作完成狀態(tài)：上下料完成狀態(tài)讯屈、機器人夾爪狀態(tài)蛋哭。⑤工件狀態(tài)：滾道上下料位置有無工件、滾道上下料托盤位置狀態(tài)涮母、工件在機器人夾爪上等谆趾。

LD到ROBOT的接口信號：　①機器人標(biāo)準(zhǔn)輸入信號叛本。②運行模式：空運轉(zhuǎn)沪蓬、自動等。③上下料條件：機床工件托盤上有無工件来候、滾道上下料位置有無工件跷叉、滾道上下料托盤位置狀態(tài)、MC上料門打開营搅。④來自于MC的機器人手動操作云挟，打開、關(guān)閉夾爪转质。

ROBOT到LD的接口信號：①機器人標(biāo)準(zhǔn)輸出信號园欣。②機器人位置狀態(tài)：機器人在HOME位置、REPAIR位置埠限。③工作完成狀態(tài)：上下料完成狀態(tài)幔膝、機器人夾爪狀態(tài)。④機器人報警狀態(tài)等旦珊。

2. 機械加工工業(yè)機器人

這類機器人具有加工能力抑驹，本身具有加工工具， 比如刀具等丧忍，刀具的運動是由工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)控制的。主要用于切割（見圖19）陶握、去毛刺（見圖20）参挨、拋光與雕刻等輕型加工，這樣的加工比較復(fù)雜禁歧，一般采用離線編程來完成亮蜓。這類工業(yè)機器人有的已經(jīng)具有了加工中心的某些特性，如刀庫等架独。圖21所示的雕刻工業(yè)機器人的刀庫如圖22所示挠囚，這類工業(yè)機器人的機械加工能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于數(shù)控機床的，因為剛度脖旱、強度等都沒有數(shù)控機床好堪遂。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享萌庆，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)溶褪，也不構(gòu)成任何其他建議币旧。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳猿妈，對此類作品本站僅提供交流平臺吹菱，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻彭则、圖片鳍刷、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知俯抖，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容输瓜，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn蚌成。