工业机器人的基本组成及技术参数
工业6轴机器人的主要技术参数
工业6轴机器人的主要技术参数 x
工业六轴机器人技术参数
一、基本性能参数
1.机械结构
基座：铸铁结构
臂节：铝合金结构
轴系：钢制滚动轴承结构
2.动作幅度
有效工作范围： 1500mm
肩关节范围： -90°~90°
肘关节范围： -90°~90°
腰关节范围： -90°~90°
腿关节范围： -90°~90°
脚关节范围： -90°~90°
3.噪音
工作噪音等级：≤ 75dB(A)
4.容积
机身高度：1450mm
机身宽度：1700mm
机身长度：2050mm
5.负载能力
负载范围： 0~5kg
6.运行速度
静态旋转速度： 50°/s
动态旋转速度： 100°/s
7.安全防护
机器人工作区域有安全检测装置及警告系统
二、控制系统
1.控制器
采用英文用户界面，数字I/O接口，Ethercat通讯接口，可实现运动控制和状态监测。
2.控制软件
软件采用英文，兼容Windows XP/7/8/10系统，支持IEC 61131-3标准，可使用上位机对机器人进行参数调节、运动控制等。
3.安全系统
支持机器人运动时自动检测，有故障自动停机，有故障自动报警等功能。
工业机器人组成及工作原理
(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。
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备） 按动作先后顺序的设定、检测等。
• 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该 点上的姿态，通常总称为位姿（POSE）。
• 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各 个动作的速度。
二、工业机器人的技术参数
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。
例：电装（DENSO）机械手
• 系统组成感知系统1感受系统由内部传感器4
模块和外部传感器模块
组成, 用以获取内部和
外部环境状态中有意义
的信息。
2
智能传感器的使用提高
了机器人的机动性、适
应性和智能化的水准。
3
智能传感器的使用提高了
机器人的机动性、适应性
和智能化的水准。
对于一些特殊的信息, 传 感器比人类的感受系统 更有效。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
示教再现
– 示教－再现 即分为示教－存储－再现-操作四步进行。 • 示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手； (2) 间接示教－示教盒控制。 • 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发 出重复动作的命令。
简述工业机器人控制系统的基本组成及其功能
工业机器人控制系统的基本组成及其功能引言工业机器人控制系统是指用于控制和操作工业机器人的系统，它起着至关重要的作用。
本文将详细探讨工业机器人控制系统的基本组成及其功能。
基本组成工业机器人控制系统主要由以下几个部分组成：1. 控制器控制器是工业机器人控制系统的核心组件，它负责处理和执行机器人的运动和操作指令。
控制器通常包括CPU（中央处理器）、内存、输入输出接口等部分。
通过控制器，操作员可以对机器人进行编程、设定工作任务和参数，并监控和调试机器人的运行状态。
2. 传感器传感器用于获取与机器人相关的各种信息，如位置、速度、力度等。
通过传感器，控制系统可以实时监测机器人的运动和工作状态，并对其进行反馈控制。
常用的传感器有视觉传感器、力传感器、位置传感器等。
3. 执行机构执行机构是机器人的部分组成，它根据控制系统发出的指令，驱动机器人进行各种动作和操作。
常见的执行机构包括电机、液压装置、气动装置等。
执行机构需具备足够的精度和力度，以实现机器人的精确控制和高效工作。
4. 通信网络通信网络用于实现控制系统内部各个组件之间的数据传输和信息交换，以便于实时监控和控制机器人的运行。
通信网络需要稳定可靠，并能满足高速数据传输的要求。
常用的通信网络有以太网、CAN总线等。
功能工业机器人控制系统具备多项重要功能，以下是其中的几个主要功能：1. 运动控制工业机器人通常需要在三维空间内完成各种任务，如加工、装配等。
控制系统通过控制机器人的执行机构，实现机器人的精确运动控制。
运动控制功能包括速度控制、位置控制、轨迹规划等，以满足不同工作需求。
2. 任务编程控制系统允许操作员对机器人进行程序编写，以定义机器人的工作任务和运行逻辑。
编写的程序可以包括各种算法和控制策略，以实现机器人的智能化操作。
3. 传感与反馈控制系统通过传感器获取机器人的各种状态信息，并对其进行处理和分析。
通过传感与反馈功能，控制系统能够实时监测和调整机器人的工作状态，以确保机器人能够稳定、高效地完成任务。
说明工业机器人的基本组成及各部分的关系
说明工业机器人的基本组成及各部分的关系工业机器人是一种能够模仿人类动作的自动化机器，用于完成各种生产任务。
它由多个组成部分构成，各部分之间密切合作，以实现高效的生产流程。
工业机器人的基本组成包括机械结构、控制系统、传感器系统和执行器系统。
机械结构是机器人的骨架，它提供了机器人的身体支撑和运动平台。
机械结构通常由关节、连杆和末端执行器等组成。
关节是机器人的关节点，使机器人能够在空间中进行各种运动。
连杆是连接关节的杆状物，用于传递力和运动。
末端执行器是机器人的工具，用于执行具体的操作任务。
控制系统是机器人的大脑，用于控制机器人的运动和动作。
控制系统通常由主控制器、伺服控制器和编码器等组成。
主控制器是机器人的核心，负责接收和处理指令，控制机器人的运动和动作。
伺服控制器是控制机械结构运动的关键部件，通过控制电机的转动来实现机器人的运动。
编码器用于检测和反馈机器人的位置和速度信息，保证机器人的运动精度和稳定性。
传感器系统是机器人的感知器官，用于获取周围环境的信息。
传感器系统通常由视觉传感器、力传感器和触觉传感器等组成。
视觉传感器能够获取周围环境的图像信息，用于定位和识别目标。
力传感器能够测量机器人施加的力和受到的力，用于控制机器人的力度和力量。
触觉传感器能够感知机器人与物体之间的接触力和接触面积，用于实现精确的操作和装配。
执行器系统是机器人的动力系统，用于驱动机器人的运动和动作。
执行器系统通常由电机、减速器和传动装置等组成。
电机是机器人的动力源，通过转动来驱动机械结构的运动。
减速器用于降低电机的转速，提供更大的输出扭矩。
传动装置用于将电机的转动传递给机械结构，实现机器人的运动。
以上是工业机器人的基本组成及各部分的关系。
机械结构提供了机器人的运动平台，控制系统控制机器人的运动和动作，传感器系统获取周围环境的信息，执行器系统驱动机器人的运动和动作。
这些部分密切合作，共同完成各种生产任务，提高生产效率和质量。
工业机器人的发展和应用将进一步推动自动化生产的发展，为人们的生活带来更多的便利和效益。
机器人的技术参数
机器人的技术参数机器人是一种能够执行各种任务的人工智能设备，伴随着科技的快速发展，机器人在各个领域得到了广泛应用。
为了确保机器人的功能和性能能够满足需求，制造商通常会提供各种技术参数来描述机器人的能力。
本文将介绍机器人常见的技术参数，并探讨其对机器人性能的影响。
1. 机器人尺寸与重量机器人的尺寸和重量是其物理结构的基本参数，通常以长度、宽度、高度和重量来描述。
这些参数直接决定了机器人的机动性、稳定性和可携带性。
大型机器人通常用于工业领域，需要进行重型任务，而小型机器人则广泛应用于家庭和服务领域，需要具备便携和灵活性。
2. 动力系统机器人的动力系统是其核心部件，决定了机器人的能源来源和运动方式。
常见的动力系统包括电池、燃料电池和外部电源。
机器人的移动方式可以是轮式、足式、飞行器等。
动力系统的选择直接关系到机器人的续航能力、承载能力和适应性。
3. 传感器传感器是机器人感知周围环境的重要组成部分，用于采集各种类型的数据。
常见的传感器包括摄像头、激光雷达、红外传感器等。
这些传感器为机器人提供了识别物体、感知距离、检测温度等功能。
传感器的精度和灵敏度直接决定了机器人的感知和导航能力。
4. 处理器和控制系统处理器是机器人执行计算任务和决策的核心部件。
常见的处理器包括中央处理器（CPU）、图像处理器（GPU）等。
处理器的性能和算力决定了机器人的计算速度和响应能力。
控制系统则用于指导机器人执行各种任务，使其能够实现自主决策和自主运动。
5. 功能模块机器人可以根据需要具备各种功能模块，例如语音识别、图像识别、运动控制等。
这些功能模块使机器人能够与人类进行交互，并且根据环境和任务的不同进行自适应。
功能模块的性能和准确度决定了机器人在特定应用领域的实用性。
6. 技术性能指标除了上述基本参数外，机器人的技术性能指标也是评估其实际能力的重要参考。
例如，机器人的工作精度、速度、承载能力、抓握力等。
这些指标可以根据具体应用需求来设定，并通过实验和测试来验证。
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。
工业机器人的系统组成及作用
工业机器人的系统组成及作用工业机器人是一种用于工业生产的自动化装置，其系统组成主要包括机械系统、电气控制系统、视觉系统、传感系统等。
在现代工业中，工业机器人已经成为生产线上不可或缺的一部分，同时也承担着高效、精确、连续等作用。
下面，我们就一起来详细了解一下工业机器人的系统组成及作用。
一、机械系统机械系统是工业机器人的主体，主要由前臂、手臂、手爪等组成。
机械系统的作用是实现机器人灵活、精确的动作，使其能够完成各种复杂的任务。
机械系统的设计、制造质量、精度都对机器人的运行效果影响很大。
二、电气控制系统电气控制系统是工业机器人的核心控制部分，主要由控制器、电机、驱动器、传感器等组成。
这些设备之间相互配合，通过传感器对机器人进行精确定位和控制，实现工业机器人的自动运行和操作。
三、视觉系统在现代工业制造中，越来越多的工业机器人使用视觉系统来辅助工作。
视觉系统具有高分辨率、高精度等优势，可以对产品质量、工件定位等进行测量和检测，大大提高生产效益和产品质量。
四、传感系统传感系统是指传感器和控制器的组合，用于感知机器人的物理状态和环境状态。
通过传感系统，工业机器人能够感知位置、力度、速度、温度等参数，从而实现精准的定位、控制和操作。
从上述介绍中不难看出，工业机器人的系统组成十分复杂，相互协作，才能实现高效、精准的生产作业。
工业机器人在现代工业生产中承担了极其重要的角色，其作用主要包括：1、提高生产效率和质量使用工业机器人可以实现生产流程的自动化、连续化，提高生产效率。
同时，由于机器人具有高精度、高稳定性等特点，在生产过程中可以大大提高产品的品质。
2、降低劳动强度在传统的生产流程中，人工操作对工人的体力、耐力要求较高，使用工业机器人能够大大减轻人工负担，使生产环境更加舒适安全。
3、降低生产成本使用工业机器人制造产品的成本要比人工操作低，且能够实现零误差生产，降低废品率。
这不仅降低了生产成本，也提高了企业的竞争力。
(完整版)机器人基本结构
• 手腕：改变手部空间方向并将作业载荷传到手臂， 独立自由度；
• 手臂：将被抓取工件传送到给定位置，并将载荷 传递到机座；
• 机身：支撑作用，基础部分； • 移动机构：移动机器人，一定空间范围内运动， • 臂杆质量小，结构静，动态刚度高，固有频率避
控制系统
• 控制系统的任务是根据机器人的作业指令程 序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人 的执行机构完成规定的运动和功能。若不具 备信息反馈特种，则为开环控制系统；具备 信息反馈特征则为闭环控制系统。根据控制 原理可分为程序控制系统，适应性控制系统， 人工智能控制系统；根据控制运动形式分为 点位控制和轨迹控制。
• 感知系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成， 获取内部和外部环境状态信息，确定机械部件各部 分的运行轨迹、状态、位置和速度等信息，使机械 部件各部分按预定程序和工作需要进行动作。智能 传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智 能化水平。人类感知系统对外部信息获取比较灵巧， 但一些特殊信息传感器感知更有效。
• 重复定位精度±0.2： • 不同速度、不同方位反复试
验次数越多重复定位精度评 价越准确；
工作范围
• 指手臂安装点或手腕中心所能达到的空间区 域，末端操作器形状尺寸多样，不考虑；
• 机器人工作范围的形状和大小非常 工作速度是指机器人在工作载荷条件下，匀速运 动过程中，机械接口中心或工具中心点在单位时 间内所移动的距离或转动的角度。
• 一般描述一个物体的位置和姿态需要六个自由 度；
• 机器人自由度是根据用途设计的，可多用六个 自由度，也可小于六个自由度。
• 三自由度机器人：底座水平转动，上臂弯曲， 肘弯曲；
• 自由度多通用性好，但结构复杂，矛盾。工业 机器人自由度选择与生产要求有关：批量生产 要求速度快、可靠性高，自由度可以少些；更 换产品，增加柔性，自由度可多。工业机器人 自由度一般4~6个，7个以上为冗余自由度，主 要增加避障。
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2
智能传感器的使用提高 了机器人的机动性、适 应性和智能化的水准。 智能传感器的使用提高了 机器人的机动性、适应性 和智能化的水准。
3
机器人系统组成分析
驱动系统
机械结构系统 感受系统 机器人－环境交互系统
人机交互系统 控制系统
4、机器人－环境交互系统
1、机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相 互联系和协调的系统。 2、工业机器人与外部设备集成为一个功能单元
o
o
工作空间（Working space）：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。
3．工作范围:
指机器人末端操作器所能到达的区 域。
4．工作速度：
指机器人各个方向的移动速度或 转动速度。这些速度可以相同，可以 不同。
（d）平面型
关节坐标式
习 题
1. 简述工业机器人的定义。
2. 简述工业机器人的主要应用场合。 这些场合有什么特
点？ 3. 说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。 4. 简述工业机器人各参数的定义: 自由度、 重复定位精 度、工作范围、工作速度、承载能力。 5. 工业机器人按坐标形式分为哪几类? 各有什么特点？
机构运动简图
（a）表示手指（末端执行器）； （b）表示垂直、升降运动； （c）表示水平伸缩运动； （d）表示回转运动； （e）表示俯仰运动。
注意：不同的书上，运动简图的符号表示可能不一样。
直角坐标式
圆柱坐标式
球坐标式
3 6 2 4
3
4 6 5
5
1
2
1
（a）直接驱动型
（b）平行连杆型
（c）偏置型
该系统归纳起来分为两 大类: 指令给定装置和信息 显示装置。
机器人系统组成分析
驱动系统
机械结构系统 感受系统 机器人－环境交互系统
人机交互系统 控制系统
6、控制系统 是根据程序和反馈信息 控制机器人动作的中心。分 为开环系统和闭环系统。
机器人工 作原理
机器人的基本工作原理是示教再现；示教也称导引，即由用 户导引机器人，一步步按实际任务操作一遍，机器人在导引过
直角坐标机器人的工作空间示意图
2. 圆柱坐标型(R2P)
优点：且计算简单; 直 线部分可采用液压驱动,可 输出较大的动力; 能够伸入 型腔式机器内部。
缺点：它的手臂可以到达的空间 受到限制, 不能到达近立柱或近地面 的空间; 直线驱动部分难以密封、防 尘; 后臂工作时, 手臂后端会碰到工作 范围内的其它物体。
关节 手臂部分 末端操作器
机身部分
机器人系统组成分析
驱动系统
机械结构系统 感受系统 机器人－环境交互系统
人机交互系统 控制系统
3、感受系统
1
感受系统由内部传感器 模块和外部传感器模块 组成, 用以获取内部和 外部环境状态中有意义 的信息。
4
对于一些特殊的信息, 传 感器比人类的感受系统 更有效。
驱动系统
机械结构系统 感受系统 机器人－环境交互系统
人机交互系统 控制系统
1、驱动系统
概念：要使机器人运行起来, 需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置 作用：提供机器人各部位、各关节动作的原动力
驱动系统可以是液压传动、 气动传
动、电动传动, 或者把它们结合起来应 用的综合系统; 可以是直接驱动或者是 通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等 机械传动机构进行间接驱动。
本章小结:
机器人的外型不一定像人 机器人技术是集机械学、力学、电子学、 生物学、 控制论、人工智能、系统工程等多种学科于一体的 综合性很强的新技术
如加工制造单元、 焊接单元、装配单元等。 也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成 为一个去执行复杂任务的功能单元。
机器人系统组成分析
驱动系统
机械结构系统 感受系统 机器人－环境交互系统
人机交互系统 控制系统
5、人机交互系统
人机交互系统是使操作 人员参与机器人控制并与机 器人进行联系的装置。
程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数＼工艺
参数等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。完成示教 后，只需给机器人一个启动命令，机器人将精确地按示教动作， 一步步完成全部操作；
冗余自由度机器人
利用冗余自由度可以增 加机器人的灵活性、躲避障 碍物和改善动力性能。人 的手臂(大臂、小臂、 手腕) 共有七个自由度, 所以工 作起来很灵巧,手部可回 避障碍而从不同方向到达 同一个目的点。
关节型工业机器人
5. 平面关节型
SCARA机器人常用于装配作业, 最显著的特点是它们 在x-y平面上的运动具有较大的柔性, 而沿z轴具有很强 的刚性, 所以, 它具有选择性的柔性。这种机器人在装 配作业中获得了较好的应用。
平面关节机器人的工作空间
小结
关节坐标型
平面关节型
工业机器人的几种坐标形式
• 结构形式 – 直角坐标式—雕刻、搬运、 装配 – 关节坐标式—喷涂、焊接 – 平面关节式—搬运、装配 – 圆柱坐标式—专用搬运 – 球坐标式—专用
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。
可以用精密度、正确度、和准确度三个参数来衡量。 重复性（Repeatability）或重复精度：
指机器人重复到达某一目标位置 的差异程度。或 在相同的位置指令
下，机器人连续重复若干次其位置的 分散情况。它是衡量一列误差值的密 集程度，即重复度。
3. 球坐标型(2RP)
特点：中心支架附 近的工作范围大,两个转 动驱动装置容易密封, 覆盖工作空间较大。 但 该坐标复杂, 难于控制, 且直线驱动装置仍存在 密封及工作死区的问题。
4. 关节坐标型/拟人型(3R)
关节机器人的关节全都是旋转的, 类似于人的手臂,工业机 器人中最常见的结构。它的工作范围较为复杂。
1.4 工业机器人的基本组成及技术参数
机器人的组成部分 机器人的组成 机器人的组成系统
机械部分 传感部分 控制部分 驱动系统 机械结构系统 感受系统 机器人－环境交互系统 人机交互系统 控制系统
机器人系统组成
人机交互系统 感 受 系 统
控制系统
驱动系统
机械机构系统
机器人－环境交互系统
机器人系统组成分析
不常用
工业机器人应用举例
• • • • • • APP1-COBRA800搬运 APP4-SAM1搬运 APP2-ASSEMBLY-ABSBRC装配 APP6-MS装配 APP3-IMPULSE视觉搬运 APP5-DISPNSEM涂胶
ONRLEG_HOPPING TW人的结构
机器人系统组成分析
驱动系统
机械结构系统 感受系统 机器人－环境交互系统
人机交互系统 控制系统
2、机械结构系统
机身部分：如同机床的 末端操作器： 手臂部分： 关节：分为滑动关 床身结构一样，机器人 可以是拟人的手掌 分为大臂、小臂 节和转动关节。实 机身构成机器人的基础 和手指，也可以是 和手腕，完成各 现机身、手臂各部 支撑。有的机身底部安 各种作业工具，如 种动作。 分、末端操作器之 装有机器人行走机构； 焊枪、喷漆枪等。 间的相对运动。 有的机身可以绕轴线回 转，构成机器人的腰。
表1.3 PUMA 562机器人的主要技术参数 5．承载能力：
指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。
图 1.17 PUMA 562工业机器人
1.4.3 工业机器人的坐标
1. 直角坐标／笛卡儿坐标／台架型(3P)
优点：很容易通过计算 机控制实现，容易达到 高精度。
缺点：妨碍工作, 且占地 面积大, 运动速度低, 密封 性不好。