文档介绍：工业机器人课件
第5章 工业机器人
工业机器人的开展历史
工业机器人的根本组成
工业机器人的典型构造
工业机器人的种类及应用
工业机器人的开展历史
工业机器人开展概况
臂部：工业机器人的臂部是连接腰部和腕部的部件，用来支撑腕部和手部，实现较大运动范围。臂部一般由大臂、小臂〔或多臂〕所组成。
腰部：腰部是连接臂部和基座的部件，通常是回转部件。由于它的回转，再加上臂部的运动，就能使腕部作空间运动。
机座：机座是整个机器人的支持部分，有固定式和挪动式两类。
驱动系统
工业机器人的驱动系统是向执行系统各部件提供动力的装置，包括驱动器和传动机构两部分，它们通常与执行机构联成一体。驱动器通常有电动、液压、气动装置以及把它们结合起来应用的综合系统。常用的传动机构有谐波传动、螺旋传动、链传动、带传动以及各种齿轮传动等机构。
控制系统
控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反响回来的信号支配机器人的执行机构完成固定的运动和功能。假设工业机器人不具备信息反响特征，那么为开环控制系统；假设具备信息反响特征，那么为闭环控制系统。
工业机器人的控制系统主要由主控计算机和关节伺服控制器组成
工业机器人通常具有示教再现和位置控制两种方式。
工业机器人的位置控制方式有点位控制和连续途径控制两种。
传感系统
传感系统是机器人的重要组成部分，按其采集信息的位置，一般可分为内部和外部两类传感器。
内部传感器是完成机器人运动控制所必须的传感器，如位置、速度传感器等，用于采集机器人内部信息，是构成机器人不可缺少的根本元件。
外部传感器检测机器人所处环境、外部物体状态或机器人与外部物体的关系。常用的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。一些特殊领域应用的机器人还可能需要具有温度、湿度、压力、滑动量、化学性质等感觉才能方面的传感器。
工业机器人的典型机构
工业机器人按其本体机械构造的不同，可分为SCARA型、平行杆型和多关节等几种典型机构。
SCARA机构
SCARA是Selective Compliance Assembly Robot Arm的缩写，意思是具有选择顺应性的装配机器人手臂。它具有平行的肩关节和肘关节，关节轴线共面。这种机器人在程度方向有顺应性，而在垂直方向那么具有很大的刚性。由于各个臂都只沿程度方向旋转，故又称程度关节型机器人，多用于装配，也称为装配机器人。
SCARA型机器人大多采用四自由度构造，这是由于装配操作对姿态的要求只需绕Z轴转动，故一般是由四个关节组成。根据作业要求，少部分操作机在手腕处再增加一个沿Z轴的微小挪动。
以下图所示是采用伺服电机驱动的SCARA机器人：日本DAIKIN的S1400操作机
SCARA 机器人S1400
平行杆型机构
平行杆型机构又称并联平行四边形机构，其特点是机器人的上臂通过一根拉杆驱动，拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边，故而得名。
右图所示是平行杆型机器人Motoman-L10操作机。
Motoman-L10立体图
Motoman-L10传动示意图
1-电机 2-机座 3-电机 4-谐波减速器 5-回转壳 6-链轮I 7-链轮II 8-谐波减速器 9-电机
10-下臂杆 11-凸耳 12-丝杠 13-谐波减速器 14-丝杠 15-拉杆 16-双联链轮I 17-销轴
18-双联链轮II 19-上臂杆 20-链轮 21-锥齿轮 22-腕壳 23-手部法兰 24-电机 25-链轮
多关节机构
多关节型机器人一般由多个转动关节串联起假设干连杆组成的开链式机构，是模拟人类腰部到手臂的根本构造而构成的。
其机械本体部分通常包括机座〔即底部和腰部的固定支撑〕构造、腰部关节转动装置、大臂构造及大臂关节转动装置、小臂构造及小臂关节转动装置、手腕构造及手腕关节转动装置和末端执行器〔即手爪部分〕。小臂和大臂间的关节称为肘关节，大臂和底座间的关节称为肩关节，绕底座的旋转称为腰关节。腰、肩和肘三个关节一般为转动关节，其中两个关节轴线平行，构成较为复杂形状的工作范围，用于决定手部的空间位置，其腕部一般具有翻转、俯仰和偏转三个自由度，用于决定手部的姿态。
PUMA-262关节型机器人构造简图
1—关节2电动机 2—关节3电动机 3­—大臂 4—关节1电动机 5—小臂定位夹板 6—小臂 7—气动阀 8—立柱 9—直齿轮 10—中间齿轮 11—基座 1