16.4工業(yè)機器人 6.4.1工業(yè)機器人概況 工業(yè)機器人是一種可編程的智能型自動化設(shè)備，是應用計算機進行控制的替代人進行工作的高度自動化系統(tǒng)。 機器人是從初級到高級逐步完善起來的，它的發(fā)展過程可以分為三代。 第一代機器人是目前工業(yè)中大量使用的示教再現(xiàn)型機器人，它主要由夾持器、手臂、驅(qū)動器和控制器組成。16.4工業(yè)機器人 6.4.1工業(yè)機器人概況2

第二代機器人是帶感覺的機器人，它具有一些對外部信息進行反饋的能力，諸如力覺、觸覺、視覺等。

6.4.2工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu) 工業(yè)機器人一般由主構(gòu)架（手臂）、手腕、驅(qū)動系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、控制器及傳感器等組成。圖6-16是工業(yè)機器人的典型結(jié)構(gòu)。2 第二代機器人是帶感覺的機器人，它具有一些對外部信息進行3圖6-16工業(yè)機器人的典型結(jié)構(gòu)3圖6-16工業(yè)機器人的典型結(jié)構(gòu)4

工業(yè)機器人的運動由主構(gòu)架和手腕完成。主構(gòu)架具有三個自由度，其運動由兩種基本運動組成，即沿著坐標軸的直線移動和繞坐標軸的回轉(zhuǎn)運動。不同運動的組合形成各種類型的機器人，如圖6-17所示。;圖6-17所示的工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式有：直角坐標型（圖6-17(a)中有三個直線坐標軸）；圓柱坐標型（圖6-17(b)中有兩個直線坐標軸和一個回轉(zhuǎn)軸）；球坐標型（圖6-17(c)中有一個直線坐標軸和兩個回轉(zhuǎn)軸）；關(guān)節(jié)型（圖6-17(d)中有三個回轉(zhuǎn)軸關(guān)節(jié)，圖6-17(e)中有三個平面運動關(guān)節(jié)）。4 工業(yè)機器人的運動由主構(gòu)架和手腕完成。主構(gòu)架具有三個自由5圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式(a）直角坐標型；(b）圓柱坐標型；(c）球坐標型；(d）多關(guān)節(jié)型；(e）平面關(guān)節(jié)型5圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式6圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式(a）直角坐標型；(b）圓柱坐標型；(c）球坐標型；(d）多關(guān)節(jié)型；(e）平面關(guān)節(jié)型6圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式7圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式(a）直角坐標型；(b）圓柱坐標型；(c）球坐標型；(d）多關(guān)節(jié)型；(e）平面關(guān)節(jié)型7圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式8圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式(a）直角坐標型；(b）圓柱坐標型；(c）球坐標型；(d）多關(guān)節(jié)型；(e）平面關(guān)節(jié)型8圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式9圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式(a）直角坐標型；(b）圓柱坐標型；(c）球坐標型；(d）多關(guān)節(jié)型；(e）平面關(guān)節(jié)型9圖6-17工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)形式10 6.4.3工業(yè)機器人的應用 目前，工業(yè)機器人主要應用于汽車制造、機械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)。下面介紹幾種機器人的典型應用。

1.汽車制造領(lǐng)域 圖6-19是一個焊接機器人系統(tǒng)的示意圖。焊接機器人還分成采用點位控制的點焊機器人和采用軌跡控制的焊接機器人兩種。10 6.4.3工業(yè)機器人的應用11圖6-18噴漆工業(yè)機器人系統(tǒng)示意圖11圖6-18噴漆工業(yè)機器人系統(tǒng)示意圖12圖6-19焊接工業(yè)機器人系統(tǒng)示意圖12圖6-19焊接工業(yè)機器人系統(tǒng)示意圖13 2.機械制造領(lǐng)域 機械制造企業(yè)的柔性制造系統(tǒng)采用搬運機器人搬運物料、工件和工具，裝配機器人完成設(shè)備的零件裝配，測量機器人進行在線或離線測量。 圖6-20所示是兩臺機器人用于自動裝配的情況，主機器人是一臺具有三個自由度且?guī)в杏|覺傳感器的直角坐標機器人，它抓取第1號(No.1)零件，并完成裝配動作；輔助機器人僅有一個回轉(zhuǎn)自由度，它抓取第2號(No.2)零件，第1號和第2號零件裝配完成后，再由主機械手完成與第3號(No.3)零件的裝配工作。13 2.機械制造領(lǐng)域14圖6-20機器人用于零件裝配14圖6-20機器人用于零件裝配15

圖6-21所示是一教學型FMS，由一臺CNC車床、一臺CNC銑床、工件傳送帶、料倉、兩臺關(guān)節(jié)型機器人和控制計算機組成。兩臺機器人在FMS中服務，一臺機器人服務于加工設(shè)備和傳送帶之間，為車床和銑床裝卸工件；另一臺位于傳送帶和料倉之間，負責上、下料。15 圖6-21所示是一教學型FMS，由一臺CNC車床、一16圖6-21機器人上、下料16圖6-21機器人上、下料17 3.其它領(lǐng)域 機器人在其它領(lǐng)域的應用也非常廣泛，如工業(yè)機器人可以取代人去完成一些危險環(huán)境中的作業(yè)(如放射線、火災、海洋、宇宙等)。例如，2004年1月4日，美國“勇氣”號火星探測機器人實現(xiàn)了人類登陸火星的夢想，圖6-22為“勇氣”號的圖