工业机器人系统组成
工业机器人的系统组成及各部分作用
工业机器人的系统组成及各部分作用一、引言工业机器人是一种自动化操作装置，主要用于工业生产中重复性高、作业环境危险的工作。
它的出现不仅提高了生产效率，而且还减少了人力成本和劳动强度。
要了解工业机器人的系统组成及各部分作用，我们需要从整体系统结构、各部分功能和作用等方面进行深入分析。
二、系统组成1. 机械结构机械结构是工业机器人的主体框架，它由基座、臂部、手部等部分组成，用于支撑和连接其他各部分。
其中，基座是机器人的底部支撑，臂部是机器人的动作执行部分，手部是机器人的操作器具，通过各部件的灵活组合，可以完成各种工业操作任务。
2. 控制系统控制系统是工业机器人的大脑，包括传感器、控制器、执行器等组成部分。
传感器用于获取外部环境的信息，控制器用于对机器人的动作进行指令和控制，执行器则是根据控制器的指令完成各项操作任务。
三、各部分作用1. 机械结构机械结构的作用是支撑和连接机器人的各部分，使之能够进行灵活的运动和操作。
通过合理的结构设计，可以实现机器人的高效作业和灵活操作，提高生产效率。
2. 控制系统控制系统的作用是实现机器人的自动化操作，传感器用于获取外部环境信息，控制器通过对信息的处理和分析，指挥执行器完成任务。
这种自动化操作不仅可以提高生产效率，还可以降低人力成本和减少劳动强度，同时也能保证生产过程中的安全性。
四、个人观点和理解通过对工业机器人的系统组成及各部分作用进行全面分析，我们可以深刻理解工业机器人的工作原理和作用。
我认为，工业机器人的出现标志着人类生产方式的进步和自动化水平的提高，它不仅可以大幅度提高生产效率，还可以降低生产成本，实现可持续发展和智能制造。
五、总结与展望通过本文的探讨，我们对工业机器人的系统组成及各部分作用有了更深入的了解。
在未来，随着科技的发展和人工智能技术的应用，工业机器人的性能和作用将会不断提升，我们期待工业机器人能够在更多领域发挥作用，为人类生活和生产带来更多便利。
工业机器人的系统组成及各部分作用是一个复杂而又精密的系统工程，它的实现对于提高整个生产效率和改善生产环境起着至关重要的作用。
1.1工业机器人的系统组成
MMT
三种驱动方式比较：
电气驱动方式:电气驱动所用能源简单，机构速度变化范围大，效率高，速
度和位置精度都很高，且具有使用方便、噪声低和控制灵活的特点。
MMT
【背景知识】 2．机械结构系统
工业机器人的机
械结构系统是工业机 器人为完成各种运动 的机械部件。系统由 骨骼(杆件)和连接它 们的关节(运动副)构 成，具有多个自由度， 主要包括手部、腕部、 臂部、机身等部件， 如右图所示。
2MMT
机械结构系统——手腕
手腕是连接末端执 行器和手臂的部件，它的作 用是调整或改变工件的方位， 因而它具有独立的自由度， 以使机器人——手臂
手臂是机器人执行 机构中重要的部件，它的作 用是将被抓取的工件运送到 给定的位置上。
2MMT
机械结构系统——腰部和基座
【背景知识】 3．感受系统
感受系统由内部传感器和外部传感器构成。 传感器处于连接外界环境与机器人的接口位 置，是机器人获取信息的窗口 。
MMT
【背景知识】 3．感受系统
感受系统由内部传感器和外部传感器构成。 传感器处于连接外界环境与机器人的接口位置， 是机器人获取信息的窗口 。
机器人对传感器的要求 ①精度高、重复性好； ② 稳定性和可靠性好； ③ 抗干扰能力强； ④ 质量轻、体积小、安装方便。
MMT
（1)传感器的分类 根据传感器在机器人上应用目的与使用范围的 不同，将其分成两类：内部传感器和外部传感器。 内部传感器：用于检测机器人自身的状态，如： 测量回转关节位置的轴角编码器、测量速度以控制 其运动的测速计。 外部传感器：用于检测机器人所处的环境和对 象状况，如视觉传感器，可为更高层次的机器人控 制提供大得多的适应能力，也是给工业机器人增加 了自动检测能力。外部传感器可进一步分为末端执 行器传感器和环境传感器。
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。
工业机器人系统的组成
工业机器人系统的组成
一、工业机器人系统的组成
工业机器人系统是由机器人本体、控制器、传感器、发动机、驱动器和操作平台组成的一个复杂的系统。
1、机器人本体
机器人本体是机器人的核心部件，由机械结构、电气控制及管理系统三部分组成，它主要负责移动、完成指定的加工任务，具体的结构及性能根据具体的机器人类型而定。
2、控制器
控制器是机器人系统的核心部件，它负责接收外部信号并驱动机器人本体执行指定的任务，具体控制策略及实现方法根据机器人类型而定。
3、传感器
传感器用于检测工作环境及机器人本体的变化，以实现机器人的定位和跟踪目标，是机器人系统的重要组成部分。
4、发动机
发动机主要负责提供机器人本体的动力，发动机类型普遍有直流电机、交流电机、液体发动机和流体发动机等。
5、驱动器
驱动器是由驱动器控制器、变换器、伺服系统和反馈系统组成的硬件系统，用于驱动机器人本体的机械部件，实现机器人的精密运动控制。
6、操作平台
操作平台是由计算机、机器人控制系统和辅助设备组成的系统，用于机器人操作前的程序设计、监控、仿真等任务，是机器人工作的重要环节。
工业机器人控制系统的组成
工业机器人控制系统的组成一、引言工业机器人在现代制造领域扮演着至关重要的角色，而机器人控制系统则是实现机器人自动化操作的关键。
本文将详细探讨工业机器人控制系统的组成，以及各个组成部分的功能和相互关系。
二、工业机器人控制系统的基本组成1. 控制器控制器是工业机器人控制系统的核心，它负责接收来自上位机或操作面板的指令，并将指令转换为机器人能够理解和执行的信号。
控制器通常由硬件和软件两部分组成，硬件包括处理器和存储器等，而软件则包括操作系统和控制程序等。
2. 传感器传感器是工业机器人控制系统中不可或缺的部分，它用于感知机器人周围环境的信息。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器、位置传感器等。
这些传感器将感知到的信息传递给控制器，以便机器人根据实时环境进行调整和决策。
3. 执行器执行器是工业机器人控制系统中负责执行动作的部分。
常见的执行器包括电机、液压缸等。
控制器根据接收到的指令，通过控制执行器的运动和力量，使机器人能够完成所需的工作任务。
4. 编程界面编程界面是机器人控制系统的用户操作界面，用于向机器人输入指令或进行参数设置。
编程界面可以是计算机上的软件，也可以是机器人控制柜上的面板。
通过编程界面，操作人员可以方便地与机器人进行交互，并修改机器人的工作流程。
三、工业机器人控制系统的详细组成1. 控制器1.1 硬件•处理器：控制器中的处理器负责计算和执行机器人控制程序。
不同型号的控制器可能搭载不同类型的处理器，如ARM、x86等。
•存储器：控制器中的存储器用于储存机器人的操作系统、控制程序和运行时数据。
存储器可以是内置在控制器中的FLASH存储器，也可以是外部的硬盘或SD卡。
1.2 软件•操作系统：机器人控制系统使用的操作系统通常为实时操作系统（RTOS），以保证机器人控制的实时性和稳定性。
•控制程序：控制程序是机器人控制系统的核心，它包含了机器人的运动规划、路径规划和控制算法等。
不同的机器人应用可能需要不同的控制程序。
工业机器人的结构组成
工业机器人的结构组成
工业机器人是一种能够自动执行工业任务的机器人。
它由多个部件组成，包括机身、传感器、执行器、控制系统等。
机身是机器人的主体部分，通常由机器人臂、手、底座等组成。
机器人臂是机器人的重要部分，它通常由多个关节组成，可以实现多种运动。
机器人手则是用于抓取和搬运物体的部分，它通常由指爪、吸盘等组成。
机器人底座则是机器人的支撑和运动部分，它通常由车轮、履带等组成。
传感器是用于获取外部信息的部分，包括视觉传感器、力传感器、温度传感器等。
视觉传感器可以帮助机器人识别物体、测量距离等。
力传感器可以帮助机器人感知物体的质量和结构。
温度传感器则可以帮助机器人识别物体的温度变化。
执行器是机器人的动力部分，包括电机、液压缸、气压缸等。
电机是最常见的执行器，它可以帮助机器人实现各种运动。
液压缸和气压缸则可以帮助机器人实现高扭矩和高速度的运动。
控制系统是机器人的大脑，通常由控制器、编程器等组成。
控制器可以帮助机器人实现自主决策和控制，编程器则可以帮助工程师对机器人进行编程和操作。
以上是工业机器人的结构组成，每个部件都是机器人不可或缺的一部分。
随着技术的发展，工业机器人的结构组成也在不断地改进和升级，可以更加灵活、高效地执行工业任务。
- 1 -。
工业机器人的组成及其作用
工业机器人的组成及其作用工业机器人是一种能够自动执行一系列工业任务的可编程设备。
它们是现代制造业中至关重要的工具，能够提高生产效率、降低成本、增强产品质量，并改善工人的工作环境。
本文将介绍工业机器人的组成以及它们在生产中的作用。
一、机器人的主要组成部分1. 机械结构：工业机器人的机械结构通常由机器人臂、关节、执行器等组成。
机器人臂是最重要的部分，它的结构设计决定了机器人的灵活性和运动范围。
关节是连接机器人臂各个部分的关键部件，通常具有多自由度的运动能力。
执行器则负责实际的动作执行，例如抓取零件、完成组装任务等。
2. 传感器系统：工业机器人依赖于各种传感器来感知环境和任务执行的情况。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器、位置传感器等。
视觉传感器能够识别物体、检测位置和形状，从而实现准确的定位和抓取动作。
力传感器则可以感知到机器人和物体之间的接触力，确保操作的平稳和精确。
位置传感器用于测量机器人各个部件的位置和运动状态，保证精准的定位和路径规划。
3. 控制系统：控制系统是机器人的大脑，负责控制机器人的运动和执行任务。
它由硬件和软件部分组成。
硬件包括运动控制器、电机驱动器等，用于控制机器人的关节运动和执行器动作。
软件则包括编程界面、运动规划算法、任务调度等，用于编写机器人的指令和控制程序。
4. 人机接口：为了方便工人与机器人的交互和监控机器人的运行状态，机器人通常配备了人机接口设备。
这些设备可以是触摸屏显示器、键盘、鼠标等，用于输入指令、修改程序等。
同时，也可以通过这些设备监控机器人的运行状态、故障诊断等。
二、工业机器人的作用1. 提高生产效率：工业机器人能够以高速、高精度的方式执行重复性和繁琐的工作，从而提高生产效率。
相比人工操作，机器人可以更快速地完成任务，并且保持一致的质量水平。
其快速且准确的操作，使得生产线的产出能够大幅度提升。
2. 降低生产成本：机器人的投资和维护成本相对较高，但其工作效率和稳定性使得企业可以在长期内获得回报。
工业机器人工作原理及其基本构成
工业机器人工作原理及其基本构成工业机器人是一种能够自动执行一系列生产操作的多关节机械设备。
其工作原理基于计算机控制与机械结构相结合，具备感知、决策和执行的能力，实现高效、精准和灵活的生产作业。
下面将详细介绍工业机器人的工作原理及其基本构成。
一、工作原理1.传感器控制：工业机器人通过安装各种传感器，如视觉传感器、力传感器、接触传感器等，来感知周围环境和工件的状态。
传感器采集到的信息会传送给控制系统进行处理。
2.控制系统：控制系统是工业机器人的核心部分，它由计算机和程序控制器组成。
计算机负责处理各种传感器采集到的数据，并进行实时监控和控制。
程序控制器根据预设的工艺参数和任务要求，决策机器人的动作轨迹和运动方式。
3.执行机构：执行机构是工业机器人实现动作的关键部分。
根据机器人的不同结构和工作任务，可以采用电机、液压驱动或气动驱动等方式实现机械臂的运动。
4.末端执行器：末端执行器是机器人最终与工件接触并执行作业的部分。
根据不同的应用需求，可以采用夹具、吸盘、焊枪等各种类型的末端执行器。
5.编程操作：工业机器人的工作需要编写适应不同任务的程序。
编程操作可以通过在线编程、离线编程或教导示教等方式实现，以确保机器人按照预期工艺参数和任务要求执行工作。
二、基本构成1.机械结构：机器人的机械结构一般包括基座、臂架和末端执行器。
臂架是由多个关节连接而成的，关节可以实现不同方向和角度的运动。
机械结构的设计和布局直接影响机器人的灵活性和作业范围。
2.传感器系统：工业机器人的传感器系统用于感知周围环境和工件状态。
常用的传感器包括视觉传感器、力传感器、接触传感器等。
视觉传感器可以识别工件的位置和形状，力传感器可以测量机器人与工件之间的力，接触传感器可以检测到机器人和工件的接触。
3.控制系统：控制系统包括计算机和程序控制器。
计算机负责处理传感器采集到的数据，并进行实时监控和控制。
程序控制器负责根据预设的工艺参数和任务要求，决策机器人的动作轨迹和运动方式。
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所 处 位 置
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2.1.1 操作机 (1) 机械臂
关节型工业机器人的机械臂是由关节连在一起
课 堂
的许多机械连杆的集合体 。实质上是一个拟人手臂
认 知
的空间开链式机构，一端固定在基座上，另一端可
自由运动，由关节 - 连杆结构所构成的机械臂大体
可分为 基座 、 腰部 、 臂部（大臂和小臂）和手腕
4 部分。
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液压驱动
优点:
(1) 可以获得较大的推力或转矩。 (2) 液压系统介质的可压缩性小, 工作平稳可靠, 并可得到较高的位置精度。 (3) 液压传动中, 力、 速度和方向比较容易实 现自动控制。 (4) 液压系统采用油液作介质,具有防锈性和自 润滑性能, 可以提高机械效率, 使用寿命长。
存在的不足:
电动机驱动 1）普通交流电动机驱动
输出力矩大，但 控制性能差，惯 性大，适用于中 型或重型机器人
2）交、直流伺服电动机驱动 3）步进电动机驱动
课前回顾
所
处
位
置
——— —
何为工业机器人？
【 课
工业机器人具有几个显著特
前 回 顾
点，分别是什么？
】
工业机器人的常见分类有哪些，
简述其行业应用。
章节目录
2.1 工业机器人的系统组成
2.1.1 操作机 2.1.2 控制器 2.1.3 示教器
2.2 工业机器人的技术指标
学习目标 导入案例 课堂认知 扩展与提高 本章小结
整个机器人产业链主要分为上游核
心零部件（主要是机器人三大核心零部 件 —— 伺服电机、减速器和控制系统， 相当于机器人的“大脑”）、中游机器 人本体（机器人的“身体”）和下游系 统集成商（国内 95% 的企业都集中在这 个环节上）三个层面。
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2.1 工业机器人的系统组成
第一代工业机器人主要由以下几部分组成： 操作机、控制器和示教器 。 对于第二代及第三代工业机器人还包括感知系统和分析决策系统，它们分别
气压驱动的不足:
(1) 压缩空气常用压力为0.4～0.6 MPa, 若 要获得较大的压力,其结构就要相对增大。
(2) 空气压缩性大,工作平稳性差, 速度控制 困难,要达到准确的位置控制很困难。
(3) 压缩空气的除水问题是一个很重要的问 题,处理不当会使钢类零件生锈, 导致机器人失灵. 此外,排气还会造成噪学问题 2.3.2 机器人的点位运动 … 2.3.3 机器人的位置控制
思考练习
学习目标
所 处 位 置 ——— —
【 学 习 目 标 】
掌握工业机器人的机构 组成及各部分的功能
能够正确识别工业 机器人的基本组成
能够正确判别工业 机器人的点位运动和 连续路径运动
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末端执行器
联接手部和手臂的部分， 主要改变手部的空间方 向和将作业载荷传递到
手臂
联接机身和手 腕的部分，改 变手部的空间
位机置，械并部将各分
种载荷传递到 机座
腰部是机器人手臂的 支承部分 。
1 手部
小臂
2 手腕
（次轴）手腕
3 臂部 （主轴） 4 腰部 起到支
承作用
5 基座
大臂 腰部
基座
机器人手臂的 上下运动
(1) 油液的粘度随温度变化而变化, 这将影 响工作性能。高温容易引起燃烧、爆炸等危险。
(2) 液体的泄漏难于克服,要求液压元件有较 高的精度和质量, 故造价较高。
(3) 需要相应的供油系统,尤其是电液伺服系 统要求严格的滤油装置,否则会引起故障。
液压驱动方式的输出力和功率更 大，能构成伺服机构，常用于大型机 器人关节的驱动。
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导入案例
国产机器人竞争力缺失 关键技术是瓶颈
——— 众所周知，中国机器人产业由于先 — 天因素，在单体与核心零部件仍然落
后于日、美、韩等发达国家。虽然中
【 导
国机器人产业经过
30
年的发展，形成
入 了较为完善的产业基础，但与发达国 案 家相比，仍存在较大差距，产业基础
】 依然薄弱，关键零部件严重依赖进口。
垂直移动
手臂的伸 缩运动
1、手臂的运动 径向移动
回转运动
机器人绕铅 垂轴的转动
手腕旋转 2、手腕的运动 手腕弯曲
手腕侧摆
手腕绕小 臂轴线的
转动
手腕的上 下摆动
手腕的水 平摆动
BH—II 三指手
四指灵巧手
最小的三指手
DLR多指手
哈工大多指手
灵巧的双手
2.1 工业机器人的系统组成
所
处 位
(2) 驱动装置
2.1.1 操作机
操作机（或称机器人本体）是工业机器人的机械主体，是用来完成各
种作业的执行机构。它主要由机械臂、驱动装置、传动单元及内部传感器
等部分组成。
腕关节 小臂 伺服电机 减速器
肘关节
手腕
连接法兰 皮带传动 肩关节
大臂 腰部 腰关节
▲ 机器人操作机的每个关节均
基座
采用 1 个交流伺服马达驱动
返回
由传感器及软件实现。 示教器
是机器人的人机交互接口，操作者可通过它 对机器人进行编程或手动操纵机器人移动。
操作机
控制器
用于完成各种作业任务的机械主体，主 是完成机器人控制功能的结构实现， 要包含机械臂、驱动装置、传动单元以 是决定机器人功能和水平的关键部分。 及内部传感器等部分。
工业机器人系统组成
2.1 工业机器人的系统组成
置
——— —
驱使工业机器人机械臂运动的机构。它按照控制系统发
【 出的指令信号，借助于动力元件使机器人产生动作，相当于 课 人的肌肉、筋络。
堂
认
知
】
机器人常用的驱动方式主要有液压驱动、气压驱动和
电气驱动三种基本类型。
目前，除个别运动精度不高、重负载或有防爆要求 的机器人采用液压、气压驱动外，工业机器人大多采用 电气驱动，而其中属交流伺服电机应用最广，且驱动器 布置大都采用一个关节一个驱动器。
关节型机器人操作机基本构造
目录
2.1 工业机器人的系统组成
所
处 位
机器人操作机最后一个轴的机械接口通常为一连接法兰，
置 ———
可接装不同的机械操作装置，如夹紧爪、吸盘、焊枪等。
—
【 课 堂 认 知 】
夹紧爪
吸盘
焊枪
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目录
夹紧爪
夹紧爪
夹紧爪
夹紧爪
吸盘
吸盘
焊枪
2.1 工业机器人的系统组成
气压驱动
气动机械手
与液压驱动相比, 气压驱动的特点是: (1) 压缩空气粘度小, 容易达到高速(1 m ／s)。 (2) 利用工厂集中的空气压缩机站供气, 不必添加动力设备。
(3) 空气介质对环境无污染,使用安全,可 直接应用于高温作业。
(4) 气动元件工作压力低, 故制造要求也 比液压元件低。