什么是机器人？什么是机器人？

虽然机器人和机器人技术密切相关，但这两个术语指的是不同的事物。根据大英百科 全书，机器人是能够自行操作以接替人类完成的工作的机器，这些工作通常是单调或危险的任务。另一方

面，机器人学是专门研究机器人的工程领域。机器人工程师参与机器人的设计、建造和操作，包括它们如何与其他技术连接并完成或帮助完成任务。

什么是工业机器人？

工业制造机器人 具有一套独特的功能，使它们能够在工业环境中执行任务，同时也将它们与其他专用机器人区分开来。由传感器和计算机软件触发的复杂机械手势网络使工业机器人能够执行

范围广泛的任务：点焊和弧焊、拾取和夹紧活动、加工夹紧以及零件的传输和操纵都是很常见的工业机器人的应用。

4 种工业机器人

根据应用和规格，可能适用不同类型的工业机器人，以及不同的机器人配置。常用的工业机器人有几种基本类型：非伺服机器人、伺服机器人、可编程 机器人和计算机可编程机器人。

非伺服机器人 主要 用于移动和放置物体；它可以拿起一个物体，运输物体并将其放下。

由于机械 手和效应器的存在，伺服机器人 具有更广泛的功能，机器人附属物充当机器人的手臂和手，赋予它更大的灵活性和更大的运动能力。

可编程机器人 可以 将命令存储在数据库中，这意味着它可以将一项任务重复预定次数。

计算机 可编程机器人本质上是一种可以通过计算机远程控制的伺服机器人。

5 种工业机器人配置

在机器人运动能力方面，有几种常见的机器人配置：垂直关节型、 笛卡尔型、  SCARA型、 圆柱型、 极坐标 和 三角型。

垂直铰接

垂直铰接配置，也称为关节臂，涉及通过扭转接头将机器人的关节臂连接到机器人。由于手臂中的每个连杆都是通过旋转关节连接的，所以机械臂看起来是有关节的。

笛卡尔

笛卡尔配置，也称为直线配置，可以沿三个轴（x、y 和 z）移动；因此，工作区是方形的。此配置中的臂连杆通过线性关节连接。

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SCARA（选择性顺应性装配机械臂）

这种类型的配置具有两个水平接头和一个圆柱形工作区。它不是为在多个平面上工作而设计的，而是在一个平面内的精度。

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圆柱形

与 SCARA 一样，此配置也具有圆柱形工作区。然而，机械臂通过底部的一个关节连接，线性关节连接手臂的连杆。

极性

在极地配置中，机械臂通过扭转接头连接到底座。手臂的连杆通过旋转关节和线性关节的组合连接。工作区呈球形。

工业机器人原理

专为工业应用设计的机器人可以根据其操作模式、控制系统、安装的工具或交互机制以及手臂几何形状进行表征。这些机器用于广泛的制造目的，并在工业系统自动化中发挥重要作用。通常

，工业机器人使用有限或无限序列控制进行编程，这决定了与外部物体交互的机器人机构（例如工具或夹具）所采用的运动路径。机器人控制也可以是基于伺服的，依靠闭环提供反馈并启用

无限序列控制，或者是非伺服的，具有不提供反馈并依赖于有限序列运动的开环控制。

工业 机器人系统 有可能处理比标准自动机械更广泛的职责，即使机械可以配备多种工具配置。但是，尽管它们可以用作多功能设备，但大多数工业机器人都被设计为专门从事特定任务，例

如组装、装载、喷漆或焊接。许多机器人可用于执行与其专业领域相似的应用程序，但给定项目中的操作有效性通常取决于单元的大小、尺寸、重量、范围、速度、运动的可重复性、负载能

力和操作等因素成本。

为机器人系统供电

电动机、 液压驱动器和 气动执行器 是用于为工业机器人提供动力的最常见机制。电动机具有高效电源和相对简单的设计特点，使其成为性价比较高的选择之一。液压驱动往往更强大，使机

器人能够拥有超过 500 磅的负载能力，并且可以有效地处理挥发性气体或存在爆炸或电动机火灾风险的有害物质。然而，液压驱动更容易出现维护问题，并存在漏油的风险，这可能会在封闭

空间内造成火灾隐患。液压机器人系统也不太适合在靠近人员的受控环境中进行室内工作。气动执行器通常用于为与外部物体相互作用的机构提供动力，例如安装在电动机器人手臂末端的夹

具。一对协同工作的气动执行器为单个夹具提供动力，使其能够沿多个轴移动。

运动轴

运动范围是机器人系统能力的一个重要决定因素，通常用“自由度”(DOF) 来衡量，它指的是机器人手臂能够穿过的轴数。标准的有限序列机器人通常可以沿两个或三个轴移动，而其机械臂

可以执行肩部旋转、手臂扫掠或肘部伸展。相比之下，无限序列机器可以沿更多轴执行更复杂的运动，包括俯仰、偏航和滚动。具有复杂运动能力的典型重型机器人，例如 RobotWorx描述的

机器人，可能有多达六个主轴，每个轴向运动由电动机驱动。

控制台

机器人系统控制台通常包含一台数字计算机，该计算机具有运行自动化任务所需的操作系统和应用软件。系统操作员可以通过控制台上的按钮阵列对机器人运动进行编程或控制，从而实现对

编程序列的一定程度的手动控制。在系统设置过程中，对编程进行了仔细调整，以确保机器人在运行时不会与周围的任何物体发生碰撞。

工业机器人还可以配备手持式控制箱，通过电缆连接到计算机控制台。这些盒子通常具有自己的按钮阵列以及图形显示界面，以提高易用性。此外，合格的操作员有时可以使用手持式控制箱

通过手动引导机器人单元完成分配的任务来训练机器人单元。当机器人完成沿轴的每个运动时，它会将运动序列存储在其内存中，并根据命令重复该例程。

安装选项

虽然较大的机器人系统往往是落地式的，但一些变体设计为垂直、倒置或成一定角度安装，以提高工作空间内的可访问性。这些安装方法为某些应用提供了优势。例如，垂直安装的单元可以

通过导轨连接到结构框架上，在执行长焊接或为大型物体涂漆时允许它移动预定的距离。一些机器人也可以放置在墙上的固定位置或安装成能够进行角运动。

机器人系统集成

要创建有效的集成机器人系统，需要解决三个一般问题：复杂性、价格和性能。最终目标是在不求助于过于复杂的解决方案的情况下，以最低的价格创建具有最佳性能的系统。换句话说，系

统应该充分利用现代技术尽可能地简化系统，但又不影响性能或价格。

要在复杂性、价格和性能之间取得平衡，通常需要在通用组件和特定组件之间进行选择。通用组件可以减少生产中涉及的整体工作，并带来可重用的额外好处。如果使用同一家公司制造的通

用组件，好处会增加，因为机器之间的兼容性不是问题。专用组件可以使系统更加紧凑，但从长远来看可能需要更大的前期投资才能获得更大的成本效益。

除了组件选择之外，还有其他方法可以最大限度地提高自动化系统的整体性能。将一系列基本的机器人组件组合在一起并将它们连接在一起以实现更高的功能是创建任何自动化系统的核心，

但大部分集成取决于与机器性能相关的任务的复杂性。为了限制系统的整体复杂程度，只加入给定任务的必要组件可以从基本组件创建一个高级系统，并最大限度地减少不必要的成本。

可以帮助创建集成系统的软件种类繁多，因此对可用程序的评估是规划过程中必不可少的步骤。然而，软件选择会因硬件组件而异，因此仔细检查设计的集成系统和组件将有助于做出此决定

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