東莞工業機器人（培訓）是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執行工作，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。

工業機器人由本體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3~6個運動自由度，其中腕部通常有1~3個運動自由度；驅動系統包括動力裝置和傳動機構，用以使執行機構產生相應的動作；控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信號，并進行控制，如圖1-12。

圖1-12

機器人本體又稱操作機，它是用來完成各種操作的執行部件，結構主要有感知系統、控制系統、驅動裝置、傳動裝置、執行機構，詳細結構形式可以查看圖1-13。

圖1-13

（1）機器人驅動裝置  要使機器人運行起來, 需給各個關節即每個運動自由度安置傳動裝置，通過驅動系統給機器人各部位、各關節動作提供原動力。

驅動系統可以是液壓傳動、氣動傳動、電動傳動,或者把它們結合起來應用的綜合系統; 可以是直接驅動，或者是通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機械傳動機構進行間接驅動。

1）電動驅動裝置的能源簡單，速度變化范圍大，效率高，速度和位置精度都很高，如圖1-14。

圖1-14

但它們多與減速裝置相聯，直接驅動比較困難。驅動裝置又可分為直流(DC)、交流(AC)伺服電機驅動和步進電機驅動。直流伺服電機電刷易磨損，且易形成火花。無刷直流電機也得到了越來越廣泛的應用。步進電機驅動多為開環控制，控制簡單但功率不大，多用于低精度小功率機器人系統。

2）液壓驅動通過高精度的缸體和活塞來完成，通過缸體和活塞桿的相對運動實現直線運動。其的優點是功率大，精度較高，結構緊湊。但由于需要增設液壓源，容易產生液體泄漏，不適合高、低溫場合，故液壓驅動目前多用于特大功率的機器人系統。

3）氣壓驅動的結構簡單，清潔，動作靈敏，具有緩沖作用。但與液壓驅動裝置相比，功率較小，剛度差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高的點位控制機器人。

（2）傳動裝置  傳動裝置是連接動力源和運動連桿的關鍵部分，根據關節形式，又分為直線傳動和旋轉傳動機構，如圖1-15。

1）直線傳動機構的直線運動特性多用于直角坐標機器人的X、Y、Z方向驅動，圓柱坐標結構的徑向驅動和垂直升降驅動，以及球坐標結構的徑向伸縮驅動。

2）旋轉傳動機構采用旋轉傳動機構的目的是將電機的驅動源輸出的較高轉速轉換成較低轉速，并獲得較大的力矩。機器人中應用較多的旋轉傳動機構有齒輪鏈、同步皮帶和諧波齒輪。

圖1-15-（a） 直線傳動       

圖1-15-（b） 旋轉傳動

（3）感知系統  機器人傳感系統的感受系統由內部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成, 用以獲取內部和外部環境狀態中有意義的信息。

1）（東莞工業）機器人（培訓）位置檢測常見的方法有旋轉光學編碼器、感應同步器、電位計、轉速計等。

旋轉光學編碼器是最常用的位置反饋裝置。光電探測器把光脈沖轉化成二進制波形。軸的轉角通過計算脈沖數得到，轉動方向由兩個方波信號的相對相位決定。感應同步器輸出兩個模擬信號——軸轉角的正弦信號和余弦信號。軸的轉角由這兩個信號的相對幅值計算得到。感應同步器一般比編碼器可靠，但它的分辨率較低。電位計是最直接的位置檢測形式。它連接在電橋中，能夠產生與軸轉角成正比的電壓信號。但是，由于分辨率低、線性不好以及對噪聲敏感。轉速計能夠輸出與軸的轉速成正比的模擬信號。如果沒有這樣的速度傳感器，可以通過對檢測到的位置相對于時間的差分得到速度反饋信號。

2）機器人力檢測的力傳感器通常安裝在操作臂的關機驅動器、末端執行器與操作臂的終端關節之間、末端執行器的“指尖”上。安裝在關節驅動器上可測量驅動器/減速器自身的力矩或者力的輸出。但不能很好地檢測末端執行器與環境之間的接觸力。安裝在末端執行器與操作臂的終端關節之間，可稱腕力傳感器。通常，可以測量施加于末端執行器上的三個到六個力/力矩分量。安裝在末端執行器的“指尖”上。通常，這些帶有力覺得手指內置了應變計，可以測量作用在指尖上的一個到四個分力。

（4）機器人的控制系統  是機器人的重要組成部分，用于對機器人動作的控制，以完成特定的工作任務。驅動系統就是機器人的動力源。無論是使用還是制造工業機器人，都要對控制系統和驅動系統有所了解，如圖1-16。 

圖1-16

（5）工業機器人的控制柜介 ABB機器人的控制系統稱為IRC5系統，IRC5包含以下部件：主電源、計算機供電單元、計算機控制模塊（計算機主體）、輸入/輸出板、Customer connections（用戶連接端口）、FlexPendant接口（示教盒接線端）、軸計算機板、驅動單元（機器人本體、外部軸），如圖1-17。

圖1-17

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