工业机器人的技术指标共42页
工业机器人的主要参数
工业机器人的主要参数引言工业机器人是一种能够进行复杂的、重复性的、高精度的工业操作的设备。
它被广泛应用于生产线上，能够代替人力完成各种繁重、危险或高风险的工作任务。
了解工业机器人的主要参数对合理选择和使用机器人至关重要。
本文将介绍工业机器人的主要参数，包括结构参数、运动参数和性能参数。
结构参数工业机器人的结构参数是描述其外形和运动范围的指标。
常见的结构参数包括机器人的臂长、臂展、轴数等。
•臂长：指机器人从基座到末端执行器的距离，在决定机器人能够覆盖的工作范围时起重要作用。
较长的臂长可覆盖更广泛的工作区域。
•臂展：机器人臂展是指机器人臂的伸展长度，决定了机器人能够到达的水平范围。
较大的臂展意味着机器人可以在更广的范围内进行工作。
•轴数：机器人的轴数指机器人臂上运动的关节数量。
常见的工业机器人轴数为4到6个，不同的轴数决定了机器人在空间中的灵活性。
运动参数工业机器人的运动参数描述了机器人的速度、加速度和定位精度等性能指标。
•速度：机器人的速度是指机器人在运动时的线速度或角速度。
快速的速度可以提高生产效率，但也会增加机器人运动过程中的惯性。
•加速度：机器人的加速度是指机器人从静止状态到达最大速度所需的时间。
较大的加速度可以加快机器人的运动速度，从而提高工作效率。
•定位精度：机器人的定位精度是指机器人在运动过程中的位置或姿态的准确度。
较高的定位精度可以保证机器人能够准确地完成任务。
性能参数工业机器人的性能参数描述了机器人在实际工作中的性能指标，包括负载能力、重复定位精度和工作空间等。
•负载能力：机器人的负载能力是指机器人能够携带的最大重量。
较大的负载能力可以应对更重的工作物件，提高机器人的适用性。
•重复定位精度：机器人的重复定位精度是指机器人在重复执行相同任务时的位置或姿态的波动范围。
较高的重复定位精度可以保证机器人在生产过程中的一致性和稳定性。
•工作空间：工作空间是指机器人能够达到的三维空间范围。
工作空间的大小决定了机器人能够执行的工作范围。
工业机器人的主要技术参数
工业机器人的主要技术参数工业机器人的种类、用途以及用户要求都不尽相同。
但工业机器人的主要技术参数应包括以下几种：自由度、精度、工作范围、最大工作速度和承载能力。
1. 自由度机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，一般不包括手爪（或末端执行器）的开合自由度。
在三维空间中表述一个物体的位置和姿态需要6个自由度。
但是，工业机器人的自由度是根据其用途而设计的，可能小于6个也可能大于6个自由度。
例如，日本日立公司生产的 A4020装配机器人有4个自由度，可以在印制电路板上接插电子元器件；PUMA562机器人具有6个自由度（见图1.11～图1.13),可以进行复杂空间曲面的弧焊作业。
从运动学的观点看，在完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人，叫做冗余自由度机器人，又叫冗余度机器人。
例如，PUMA562机器人去执行印制电路板上接插元器件的作业时就是一个冗余度自由机器人。
利用冗余的自由度可以增加机器人的灵活性，躲避障碍物和改善动力性能。
人的手臂共有7个自由度，所以工作起来很灵巧，手部可回避障碍物，从不同方向到达目的地。
2.精度工业机器人精度是指定位精度和重复定位精度。
定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异，用反复多次测试的定位结果的代表点与指定位置之间的距离来表示。
重复定位精度是指机器人重复定位手部于同一目标位置的能力，以实际位置值的分散程度来表示。
实际应用中常以重复测试结果的标准偏差值的3倍来表示，它是衡量一列误差值的密集度。
图1.14所示为工业机器人定位精度与重复定位精度图例。
(a)重复定位精度的测定(:b)合理的定位精度，良好的重复定位精度(C)良好的定位精度，较差的重复定位精度（d)很差的定位精度，良好的重复定位精度2. 工作范围工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫做工作区域。
因为末端操作器的形状和尺寸是多种多样的，为了真实地反映机器人的特征参数，一般工作范围是指不安装末端操作器的工作区域。
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36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机பைடு நூலகம்会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
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39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
工业机器人的技术参数
O B
h
B
h
(b)
(c)
O B
h (d)
（a）重复定位精度的测定；（b）合理定位精度，良好重复定位精度； （c）良好定位精度，很差重复定位精度；（d）很差定位精度，良好重复定位精度
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21
工作空间（Working space）
工作空间指机器人手腕参考点或末端操作器安装点（不包括 末端操作器）所能到达的所有空间区域，一般不包括末端操 作器本身所能到达的区域。
Z
θ1
A
θ2
B X
Y
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10
自由度（Degree of freedom）
自由度又称坐标轴数（轴数）， 是指描述物体运动所需要的独立 坐标数。
z R3
T3
T2
T1
R2 y
x R1 笛卡尔坐标系
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Hale Waihona Puke 11•。自由度（Degree of freedom）
手指的开、合，以及手指关节的自由度一般不包括在内。 一般根据机器人的作业任务决定其自由度数。
所需的力或力矩来表示，刚度的大小取 决于零件的几何形状和材料种类（即材 料的弹性模量）。
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27
分辨率
分辨率指能够由执行器完成的最小增量距离。 分辨率不仅与关节位置编码器的分辨率，或伺
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1
安川MH6型工业机器人
项目
技术参数
控制轴 负荷能力 重复精度
最大动作范围
最大速度 重量
周围条件 工作范围 功率
6
6kg
+0.08mm
S
+170°
L
+155°~ -90°
3 工业机器人主要技术参数
1.2.2工业机器人技术参数工业机器人制造商在产品供货时一般会提供相应的技术数据.如表1-1为FANUC工业机器人机器人M-10iA/12的主要技术参数。
M-10iA主要技术参数M-10iA运动范围M-10iA机器人本体配置Item / 名称Specification / 配置1 Wrist flange (ISO) / 法兰盘(ISO) Standard Type / 标准型2 Transportation tool / 搬运工具Eyebolt/ 运输吊环3 Mechanical mastering mark / 零位标签Scribe mark / 机械划线零位表示4 Axis limitation / 轴限位J1轴5 Robot connection cable / 机器人连接电缆Non-Flex 7m /非柔性电缆7米6 Robot mechanical cable (Base to J3)机器人机体内电缆（底座到J3轴）Air×2/ 气管(2根)EE / EE信号线8进8出R-30iB_Contorller Mate型控制箱体（M-10iA）※ 主控制轴卡支持最多24根轴，且可通过辅助轴卡支持最多36根轴※ 可快速更换的放大器（小于5分钟）※ 彩色，具网络浏览功能，易于编程且可自定义用户界面的iPendant※ 多样的I/O 连接方式针对各种应用的丰富的软件功能包R-30iB 控制器配置 尽管各厂商所提供的技术参数项目是不完全一样的，工业机器人的结构、用途以及用户的要求也不同，但是，工业机器人的主要参数一般都应有：自由度、工作精度、工作范围、最大工作速度、承载能力等。
1)自由度自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不包括末端执行器(手爪)的开合自由度。
如.表1-2所示的单自由度关节通常实现平移、回转或旋转运动。
在完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人就叫做冗余自由度机器人。
工业机器人的基本参数
工业机器人的基本参数
工业机器人是一种具有高度自动化和柔性的现代化设备，可以在许多工业领域中执行复杂的任务。
在设计工业机器人时，有许多参数需要考虑，包括机器人的负载能力、工作半径、自由度、重复定位精度、速度和加速度等。
1. 负载能力：工业机器人的负载能力是机器人在执行任务时可以承受的最大重量。
这取决于机器人的结构和设计，不同的机器人具有不同的负载能力。
通常工业机器人的负载能力从几千克到几吨不等。
2. 工作半径：工业机器人的工作半径指机器人手臂的最大工作范围。
工作半径越大，机器人的灵活性也就越高。
通常，工业机器人的工作半径在几十至几百厘米之间，也有一些机器人的工作半径可以达到几米。
3. 自由度：工业机器人的自由度指机器人移动的维度数量，通常包括三个平移自由度和三个旋转自由度。
多自由度的机器人可以执行更为复杂的任务。
4. 重复定位精度：工业机器人的重复定位精度是指机器人重复执行相同任务时的定位精度。
精度越高，机器人执行任务的可靠性也越高。
通常，工业机器人的重复定位精度可以达到几十至几百毫米。
5. 速度和加速度：工业机器人的速度和加速度决定了机器人能够完成任务的时间和效率。
通常，工业机器人的速度可以达到几米每秒，加速度可以达到几g。
总体来说，工业机器人的基本参数是灵活、高效和可靠的。
随着技术的不断发展，工业机器人的参数也在不断提高，使得机器人在工业生产中的应用越来越广泛。
工业机器人组成及工作原理.. 共43页
“可编程控制”方式：工作人员事先根据机器人的工作任务和运 动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器， 起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去 完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵 活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
(3)运动精度(Accurucy) 机器人机械系统的精度主要涉及位姿精度、重复 位姿精度、轨迹精度、重复轨迹精度等。
(4)运动特性（Sped） 速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。
(5)动态特性 结构动态参数主要包括质量、惯性矩、刚度、阻尼系数、固 有频率和振动模态。
定位精度（Positioning accuracy）：指 机器人末端参考点实际到达的位置与 所需要到达的理想位置之间的差距。
(1)工作空间（Work space） 工作空间是指机器人臂杆的特定部位在一定 条件下所能到达空间的位置集合。工作空间的性状和大小反映了机器人工作能力 的大小。理解机器人的工作空间时，要注意以下几点：
(2)有效负载(Payload) 有效负载是指机器人操作机在工作时臂端可能搬运 的物体重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作机的负荷能力。
机械结构简图
●S 轴（回旋） ●L 轴（下臂倾动） ●U 轴（上臂倾动） ●R 轴（手臂横摆） ●B 轴（手腕俯仰） ●T 轴（手腕回旋）
机器人关节
？
机器人控制器
控制器是根据指令以及传感器信息控制机器人完成一定动作或作业任务的 装置，是决定机器人功能和性能的主要因素，也是机器人系统中更新和发展 最快的部分。 其基本功能有：示教、记忆、位置伺服、坐标设定。 开发程度：封闭型、开放性和混合型。
工业机器人技术参数介绍
工业机器人技术参数介绍工业机器人是近年来快速发展起来的一项核心技术，广泛应用于生产制造领域。
机器人的性能参数是评价其技术水平和适用范围的重要指标之一。
本文将介绍工业机器人的技术参数，帮助读者更好地了解和使用工业机器人。
一、轴数工业机器人的轴数是指机器人关节数量，也可以视为机器人可活动的自由度。
常见的工业机器人轴数包括2轴、3轴、4轴、5轴和6轴等。
轴数越多，机器人的灵活性和操作范围越广。
例如，6轴机器人可以实现复杂的空间运动和多角度操作，适用于精密加工和装配等场景。
二、负载能力工业机器人的负载能力是指机器人能够承受的最大负载重量。
根据负载能力的不同，可以将工业机器人分为轻负载、中负载和重负载等不同类型。
负载能力是选择机器人时需要考虑的重要参数之一，根据实际需求选择适合的负载能力可以提高生产效率和产品质量。
三、工作半径工作半径是指工业机器人可工作范围距离机器人中心的距离。
根据工作半径的不同，可以将工业机器人分为小型、中型和大型等不同规格。
工作半径决定了机器人能够覆盖的作业区域大小，足够大的工作半径可以满足大尺寸产品的制造。
四、重复定位精度重复定位精度是指工业机器人在重复操作中能够准确回到指定位置的能力。
通常以毫米或者微米为单位进行衡量。
高重复定位精度可以保证产品加工和装配的一致性和精度。
不同的应用场景对重复定位精度要求不同，根据实际需求选择合适的机器人可以提高生产效率和产品质量。
五、运行速度机器人的运行速度是指机器人执行任务时的移动速度。
根据实际需求，可以调节机器人的运行速度，提高生产效率。
不同类型的工业机器人具有不同的速度范围，选择适合的运行速度可以提高生产效率和灵活性。
六、精度范围精度范围是指工业机器人在执行任务时能够达到的精度范围。
根据不同的应用需求，可以选择适合的精度范围，保证产品的质量和精度要求。
提高精度范围可以实现更高精度的加工和装配，满足高精度产品的要求。
七、编程方式工业机器人的编程方式主要包括在线编程和离线编程两种方式。
工业机器人主要技术参数
工业机器人主要技术参数工业机器人主要技术参数您选择需要购买的机器人种类的首要条件是:您的机器人要用于何处。
例如是需要装配、挪移、包装、转换、拾放位置的多用途机器人，还是需要弧焊机器人。
机器人负载负载就是指机器人在工作时能够承受的最大重量。
如果您需要购买码垛机器人，就要将货物的重量和机器人抓手的重量计算在载重内，货物重量140公斤，需要的抓手重量15公斤，例如可以选择拓野码垛机器人型号MPL160，它的载重是160kg。
重复精度这个参数的选择也取决于应用。
重复精度是机器人在完成每一个循环后，到达同一位置的精确度/差异度。
如果机器人是用于制造电路板，您就需要一台超高重复精度的机器人。
如果所从事的应用精度要求不高，那么机器人的重复精度也可以不用那么高。
例如精度在2D视图中通常用“?”表示。
实际上，由于机器人并不是线性的，其可以在公差半径内的任何位置。
机器人臂展在选择机器人的时候，您需要了解机器人的臂展，也就是能到达的最大距离。
选择机器人不单要关注负载，还要关注其最大运动范围。
每一个公司都会给出机器人的运动范围，您可以从中看出是否符合你应用的需要。
最大垂直运动范围是指机器人腕部能够到达的最低点(通常低于机器人的基座)与最高点之间的范围。
最大水平运动范围是指机器人腕部能水平到达的最远点与机器人基座中心线的距离。
您还需要参考最大动作范围(用度表示)。
这些规格不同的机器人区别很大，对某些特定的应用存在限制。
机器人重量机器人重量对于设计机器人单元也是一个重要的参数。
如果工业机器人需要安装在定制的工作台甚至轨道上，您需要知道它的重量并设计相应的支撑。
如果您觉得现如今市场上的机器人都不适合您需要它从事的工作，可以把需要告诉机器人制造商，让他们根据您的实际情况去给您设计、改进直到满意为止。
速度速度对于不同的用户需求也不同。
它取决于工作需要完成的时间。
规格表上通常只是给出最大速度，机器人能提供的速度介于0和最大速度之间。
工业机器人的基本参数和性能指标
工业机器人的基本参数和性能指标表示机器人特性的基本参数和性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、运动精度、运动特性、动态特性等。
(1)工作空间（Work space）工作空间是指机器人臂杆的特定部位在一定条件下所能到达空间的位置集合。
工作空间的性状和大小反映了机器人工作能力的大小。
理解机器人的工作空间时，要注意以下几点：1)通常工业机器人说明书中表示的工作空间指的是手腕上机械接口坐标系的原点在空间能达到的范围，也即手腕端部法兰的中心点在空间所能到达的范围，而不是末端执行器端点所能达到的范围。
因此，在设计和选用时，要注意安装末端执行器后，机器人实际所能达到的工作空间。
2)机器人说明书上提供的工作空间往往要小于运动学意义上的最大空间。
这是因为在可达空间中，手臂位姿不同时有效负载、允许达到的最大速度和最大加速度都不一样，在臂杆最大位置允许的极限值通常要比其他位置的小些。
此外，在机器人的最大可达空间边界上可能存在自由度退化的问题，此时的位姿称为奇异位形，而且在奇异位形周围相当大的范围内都会出现自由度进化现象，这部分工作空间在机器人工作时都不能被利用。
3)除了在工作守闻边缘，实际应用中的工业机器人还可能由于受到机械结构的限制，在工作空间的内部也存在着臂端不能达到的区域，这就是常说的空洞或空腔。
空腔是指在工作空间内臂端不能达到的完全封闭空间。
而空洞是指在沿转轴周围全长上臂端都不能达到的空间。
(2)运动自由度是指机器人操作机在空间运动所需的变量数，用以表示机器人动作灵活程度的参数，一般是以沿轴线移动和绕轴线转动的独立运动的数目来表示。
自由物体在空间自六个自由度（三个转动自由度和三个移动自由度）。
工业机器人往往是个开式连杆系，每个关节运动副只有一个自由度，因此通常机器人的自由度数目就等于其关节数。
机器人的自由度数目越多，功能就越强。
日前工业机器人通常具有4—6个自由度。
当机器人的关节数（自由度）增加到对末端执行器的定向和定位不再起作用时，便出现了冗余自由度。