項(xiàng)目一工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)1介紹

現(xiàn)在的制造行業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為生產(chǎn)的主角，不僅僅是在汽車、電子這種傳統(tǒng)行業(yè)里，現(xiàn)在像是醫(yī)藥、物流這類新興的行業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展勢(shì)頭也是越來(lái)越良好。本項(xiàng)目就機(jī)器人的發(fā)展史及響應(yīng)的分類和工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)作了詳細(xì)的介紹，就工業(yè)機(jī)器人的工種進(jìn)行分類闡述。2目錄任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史3任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成任務(wù)四工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)任務(wù)五工業(yè)機(jī)器人使用安全注意事項(xiàng)任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史一、從國(guó)外的技術(shù)發(fā)展歷程來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。

工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的第一件專利由喬治·德沃爾在1958年申請(qǐng)，名為可編程的操作裝置。約瑟夫·恩格爾伯格對(duì)此專利很感興趣，聯(lián)合德沃爾在1959年共同制造了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，稱之為Robot，其含義是“人手把著機(jī)械手，把應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)做一遍，機(jī)器人再按照事先教給它們的程序進(jìn)行重復(fù)工作”，并主要用于工業(yè)生產(chǎn)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接等生產(chǎn)領(lǐng)域，特稱為工業(yè)機(jī)器人。1.產(chǎn)生和初步發(fā)展階段：1958年-1970年5任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史2.技術(shù)快速進(jìn)步與商業(yè)化規(guī)模運(yùn)用階段：1970年—1984年

這一時(shí)期的技術(shù)相較于此前有很大進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人開(kāi)始具有一定的感知功能和自適應(yīng)能力的離線編程，可以根據(jù)作業(yè)對(duì)象的狀況改變作業(yè)內(nèi)容。伴隨著技術(shù)的快速進(jìn)步發(fā)展，這一時(shí)期的工業(yè)機(jī)器人還突出表現(xiàn)為商業(yè)化運(yùn)用迅猛發(fā)展的特點(diǎn)，工業(yè)機(jī)器人的“四大家族”——庫(kù)卡、ABB、安川、FANUC公司分別在1974年、1976年、1978年和1979年開(kāi)始了全球?qū)＠牟季帧?ABB工業(yè)機(jī)器人

ABB是全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)供應(yīng)商，提供機(jī)器人產(chǎn)品，模塊化制造單元及服務(wù)。我們致力于幫助客戶提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提升安全水平。ABB機(jī)器人能滿足您任何應(yīng)用的需求。ABB在世界范圍內(nèi)安裝了超過(guò)30萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人。7任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史KUKA

庫(kù)卡(KUKA)機(jī)器人有限公司于1995年建立于德國(guó)巴伐利亞州的奧格斯堡，是世界領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人制造商之一。庫(kù)卡機(jī)器人公司在全球擁有20多個(gè)子公司，大部分是銷售和服務(wù)中心，其中包括：美國(guó),墨西哥,巴西,日本,韓國(guó),中國(guó)臺(tái)灣,印度和絕大多數(shù)歐洲國(guó)家。公司的名字，KUKA（庫(kù)卡），是KellerundKnappichAugsburg的四個(gè)首字母組合,它同時(shí)是庫(kù)卡公司所有產(chǎn)品的注冊(cè)商標(biāo)。8任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史FANUC發(fā)那科機(jī)器人

1974年，F(xiàn)ANUC工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世——基于伺服、數(shù)控基礎(chǔ)，1976年投放市場(chǎng)；1984年，F(xiàn)ANUC新址建成，CNC工廠、產(chǎn)機(jī)工廠、基礎(chǔ)技術(shù)研究所建成；1992年，F(xiàn)ANUC機(jī)器人學(xué)校開(kāi)辦，為客戶和員工提供實(shí)體樣機(jī)技術(shù)培訓(xùn)；1999年，F(xiàn)ANUC智能機(jī)器人生產(chǎn)，并很快成為FANUC最重要的產(chǎn)品。2008年，F(xiàn)ANUC機(jī)器人銷量領(lǐng)先，全球機(jī)器人銷量達(dá)20萬(wàn)臺(tái)，成為工業(yè)機(jī)器人的巨頭；9任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史3.智能機(jī)器人階段：1985年至今。

智能機(jī)器人帶有多種傳感器，可以將傳感器得到的信息進(jìn)行融合，有效地適應(yīng)變化的環(huán)境，因而具有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力和自治功能。在2000年以后，美國(guó)、日本等國(guó)都開(kāi)始了智能軍用機(jī)器人研究，并在2002年由美國(guó)波士頓公司和日本公司共同申請(qǐng)了第一件“機(jī)械狗”（BostonDynamicsBigDog）智能軍用機(jī)器人專利，2004年在美國(guó)政府DARPA/SPAWAR計(jì)劃支持下申請(qǐng)了智能軍用機(jī)器人專利。

10任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史二、我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程、起步相對(duì)較晚，大致可分為4個(gè)階段。

由于當(dāng)時(shí)國(guó)家經(jīng)濟(jì)條件等因素的制約，我國(guó)主要從事工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)理論的研究，在機(jī)器人造助學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)等方面取得了一定的進(jìn)展，為后續(xù)工業(yè)機(jī)器人的研究奠定了基礎(chǔ)。

11任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史1.理論研究階段：20世紀(jì)70年代到80年代初。

隨著工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始大量應(yīng)用和普及工業(yè)機(jī)器人，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人研究得到政府的重視和支持，國(guó)家組織了對(duì)工業(yè)機(jī)器人需求行業(yè)的調(diào)研，投入大量的資金開(kāi)展工業(yè)機(jī)器人的研究，進(jìn)入了樣機(jī)開(kāi)發(fā)階段。

12任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史2.樣機(jī)研發(fā)階段：20世紀(jì)80年代中后期

我國(guó)在這一階段研制出平面關(guān)節(jié)型統(tǒng)配機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人等7種工業(yè)機(jī)器人系列產(chǎn)品，102種特種機(jī)器人，實(shí)施了100余項(xiàng)機(jī)器人應(yīng)用工程。為了促進(jìn)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化，在90年代末建立了9個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地和7個(gè)科研基地。

13任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史3.示范應(yīng)用階段：20世紀(jì)90年代

《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》突出增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力這一條主線，著力營(yíng)造有利于自主創(chuàng)新的政策環(huán)境，加快促進(jìn)企業(yè)成為創(chuàng)新主體，大力倡導(dǎo)企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，國(guó)內(nèi)一大批企業(yè)或自主研制或與科研院所合作，加入工業(yè)機(jī)器人研制和生產(chǎn)行列，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入初步產(chǎn)業(yè)化階段。14任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史4.初步產(chǎn)業(yè)化階段：21世紀(jì)以來(lái)

經(jīng)過(guò)上述四個(gè)階段的發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人得到一定程度的普及。國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)了一批工業(yè)機(jī)器人廠商，這些廠商中既有像新松這樣的國(guó)內(nèi)機(jī)器人技術(shù)的引領(lǐng)者，也有像南京埃斯頓、廣州數(shù)控、華中數(shù)控這些伺服、數(shù)控系統(tǒng)廠商。15任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史新松

新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司成立于2000年，隸屬中國(guó)科學(xué)院，是一家以機(jī)器人技術(shù)為核心的高科技上市公司。作為中國(guó)機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)及國(guó)家機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，新松擁有完整的機(jī)器人產(chǎn)品線及工業(yè)4.0整體解決方案。以創(chuàng)新、開(kāi)放和共贏的思維引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步，以領(lǐng)先的產(chǎn)品和服務(wù)為全球客戶持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值?，F(xiàn)擁有4000余人的研發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，形成以自主核心技術(shù)、核心零部件、核心產(chǎn)品及行業(yè)系統(tǒng)解決方案為一體的全產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。16任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史廣州數(shù)控

廣州數(shù)控設(shè)備有限公司（簡(jiǎn)稱：廣州數(shù)控、GSK）成立于1991年，被譽(yù)為中國(guó)南方數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。面向數(shù)控機(jī)床行業(yè)、自動(dòng)化控制領(lǐng)域、注塑制品行業(yè)，廣州數(shù)控為用戶可提供機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)、數(shù)控機(jī)床連鎖營(yíng)銷、機(jī)床數(shù)控化工程，自動(dòng)化控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、精密數(shù)控注塑機(jī)、數(shù)控培訓(xùn)學(xué)院，為用戶提供自動(dòng)化制造全過(guò)程解決方案。廣州數(shù)控是國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家863科技計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家智能制造專項(xiàng)承擔(dān)單位。公司優(yōu)良的生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程，科學(xué)規(guī)范的質(zhì)量控制體系使每套產(chǎn)品合格出品17任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史華中數(shù)控

武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)立于1994年，是首批國(guó)家級(jí)創(chuàng)新企業(yè)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)智能制造分會(huì)副理事長(zhǎng)單位、中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)單位、數(shù)控系統(tǒng)分會(huì)理事長(zhǎng)單位。武漢華中數(shù)控股份有限公司依托華中科技大學(xué)，長(zhǎng)期致力于自主產(chǎn)權(quán)的高檔數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，用“中國(guó)大腦”裝備“中國(guó)制造”，已成為我國(guó)發(fā)展數(shù)控技術(shù)的領(lǐng)軍隊(duì)伍，在打破國(guó)外封鎖、振興民族數(shù)控產(chǎn)業(yè)方面做出了重要貢獻(xiàn)，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)安全“堵槍眼”。18任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史19任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類一、機(jī)器人的定義20任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類1.機(jī)器人的定義（1）美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)（RIA）的定義機(jī)器人是“一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過(guò)可編程序動(dòng)作來(lái)執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機(jī)械手（manipulator）”。這一定義敘述得較為具體，但技術(shù)含義并不全面，可概括為工業(yè)機(jī)器人。

（2）日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)（JIRA）的定義機(jī)器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器（endeffector）的，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并通過(guò)自動(dòng)完成各種移動(dòng)來(lái)代替人類勞動(dòng)的通用機(jī)器”。同時(shí)還可進(jìn)一步分為兩種情況來(lái)定義：1）工業(yè)機(jī)器人是“一種能夠執(zhí)行與人體上肢（手和臂）類似動(dòng)作的多功能機(jī)器”2）智能機(jī)器人是“一種具有感覺(jué)和識(shí)別能力，并能控制自身行為的機(jī)器?！?1任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類（3）美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）的定義機(jī)器人是“一種能夠進(jìn)行編程并在自動(dòng)控制下執(zhí)行某些操作和移動(dòng)作業(yè)任務(wù)的機(jī)械裝置”，這也是一種比較廣義的機(jī)器人的定義。（4）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的定義“機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能夠借助于可編程序操作來(lái)處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。22任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類（5）英國(guó)簡(jiǎn)明牛津字典的定義機(jī)器人是“貌似人的自動(dòng)機(jī)，具有智力的和順從于人但不具人格的機(jī)器”，這是一種對(duì)理想機(jī)器人的描述，到目前為止，尚未有與人類相似的機(jī)器人出現(xiàn)。（6）我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)也面臨討論和制訂關(guān)于機(jī)器人技術(shù)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，其中也包括對(duì)機(jī)器人的定義，我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。23任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類2.機(jī)器人的特點(diǎn)

（1）通用性（2）適應(yīng)性二、工業(yè)機(jī)器人的分類

1.按照技術(shù)水平分類（1）示教再現(xiàn)型機(jī)器人

第一代工業(yè)機(jī)器人是示教再現(xiàn)型，具有記憶能力。這類機(jī)器人能夠按照人類預(yù)先示教的軌跡、行為、順序和速度重復(fù)作業(yè)。24任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類（2）感知機(jī)器人第二代工業(yè)機(jī)器人具有環(huán)境感知裝置，對(duì)外界環(huán)境有一定感知能力，并具有聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等功能。工作時(shí)，根據(jù)感覺(jué)器官（傳感器）獲得的信息，靈活調(diào)整自己的工作狀態(tài)，保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作。目前已進(jìn)入應(yīng)用階段

25任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類（3）智能機(jī)器人第三代工業(yè)機(jī)器人稱為智能機(jī)器人，如圖所示。具有高度的適應(yīng)性，有自行學(xué)習(xí)、推理、決策等功能，處在研究階段。26任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類2.按照坐標(biāo)形式分類（1）直角坐標(biāo)型機(jī)器人

直角坐標(biāo)型機(jī)器人的手部在空間三個(gè)相互垂直的X、Y、Z方向作移動(dòng)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)直角坐標(biāo)系，運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的（有3個(gè)獨(dú)立自由度），其動(dòng)作空間為一長(zhǎng)方體。如圖所示，其特點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)直觀性強(qiáng)，易達(dá)到高精度，但操作靈活性差，運(yùn)動(dòng)的速度較低，操作范圍較小而占據(jù)的空間相對(duì)較大。27任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類（2）圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人機(jī)座上具有一個(gè)水平轉(zhuǎn)臺(tái)，在轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有立柱和水平臂，水平臂能上下移動(dòng)和前后伸縮，并能繞立柱旋轉(zhuǎn)，在空間構(gòu)成部分圓柱面（具有一個(gè)回轉(zhuǎn)和兩個(gè)平移自由度）。特點(diǎn)是其工作范圍較大，運(yùn)動(dòng)速度較高，但隨著水平臂沿水平方向伸長(zhǎng)，其線位移分辨精度越來(lái)越低。著名的Versatran機(jī)器人就是典型的圓柱坐標(biāo)機(jī)器人。28任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類（3）極坐標(biāo)型機(jī)器人（球面坐標(biāo)型）

極坐標(biāo)型機(jī)器人工作臂不僅可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，還可繞水平軸作俯仰運(yùn)動(dòng)，且能沿手臂軸線作伸縮運(yùn)動(dòng)（其空間位置分別由旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)和平移3個(gè)自由度）。著名的Unimate機(jī)器人就是這種類型的機(jī)器人。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小于直角坐標(biāo)和圓柱坐標(biāo)機(jī)器人，但仍大于關(guān)節(jié)型機(jī)器人，操作比圓柱坐標(biāo)型更為靈活。

29任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類（4）多關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人

多關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人由多個(gè)旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)組合而成。其特點(diǎn)是操作靈活性最好，運(yùn)動(dòng)速度較高，操作范圍大，但精度受手臂位姿的影響，實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)較困難。對(duì)噴涂、裝配、焊接等多種作業(yè)都有良好的適應(yīng)性，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

30任務(wù)二工業(yè)機(jī)器人定義和分類31任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成1.工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。

（1）主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，其中腕部通常有1～3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。32任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成（2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。33任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成（3）控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。34任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成2.工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)所要達(dá)到的功能（1）記憶功能存儲(chǔ)作業(yè)順序、運(yùn)動(dòng)路徑、運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)速度和與生產(chǎn)工藝有關(guān)的信息。（2）示教功能離線編程，在線示教，間接示教。在線示教包括示教盒和導(dǎo)引示教兩種。（3）與外圍設(shè)備聯(lián)系功能輸入和輸出接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口、同步接口。35任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成（4）坐標(biāo)設(shè)置功能有關(guān)節(jié)、絕對(duì)、工具、用戶自定義四種坐標(biāo)系。(5）人機(jī)接口示教盒、操作面板、顯示屏。（6）傳感器接口位置檢測(cè)、視覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)等。（7）位置伺服功能機(jī)器人多軸聯(lián)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制、速度和加速度控制、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。?）故障診斷安全保護(hù)功能運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、故障狀態(tài)下的安全保護(hù)和故障自診斷。36任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成37任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成3.工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成（1）控制計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)。一般為微型機(jī)、微處理器有32位、64位等，如奔騰系列CPU以及其他類型CPU。（2）示教盒示教機(jī)器人的工作軌跡和參數(shù)設(shè)定，以及所有人機(jī)交互操作，擁有自己獨(dú)立的CPU以及存儲(chǔ)單元，與主計(jì)算機(jī)之間以串行通信方式實(shí)現(xiàn)信息交互。38任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成（3）操作面板圖片由各種操作按鍵、狀態(tài)指示燈構(gòu)成，只完成基本功能操作。（4）硬盤(pán)和軟盤(pán)存儲(chǔ)存儲(chǔ)機(jī)器人工作程序的外圍存儲(chǔ)器。（5）數(shù)字和模擬量輸入輸出各種狀態(tài)和控制命令的輸入或輸出。39任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成（6）打印機(jī)接口記錄需要輸出的各種信息。（7）傳感器接口用于信息的自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人柔順控制，一般為力覺(jué)、觸覺(jué)和視覺(jué)傳感器。（8）軸控制器完成機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置、速度和加速度控制。（9）輔助設(shè)備控制用于和機(jī)器人配合的輔助設(shè)備控制，如手爪變位器等。（10）通信接口實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和其他設(shè)備的信息交換，一般有串行接口、并行接口等。40任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成（11）網(wǎng)絡(luò)接口1）Ethernet接口可通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)臺(tái)或單臺(tái)機(jī)器人的直接PC通信，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10Mbit/s，可直接在PC上用windows庫(kù)函數(shù)進(jìn)行應(yīng)用程序編程之后，支持TCP/IP通信協(xié)議，通過(guò)Ethernet接口將數(shù)據(jù)及程序裝入各個(gè)機(jī)器人控制器中。2）Fieldbus接口支持多種流行的現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)格，如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。41任務(wù)三工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成42任務(wù)四工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)

一、自由度

機(jī)器人的自由度是指描述機(jī)器人本體（不含末端執(zhí)行器）相對(duì)于基座標(biāo)系（機(jī)器人坐標(biāo)系）進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。機(jī)器人的自由度表示機(jī)器人動(dòng)作靈活的尺度，一般以軸的直線移動(dòng)、擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的數(shù)目來(lái)表示。工業(yè)機(jī)器人一般采用空間開(kāi)鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中的運(yùn)動(dòng)副（轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常即為工業(yè)機(jī)器人的自由度數(shù)，大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，如圖所示，該工業(yè)機(jī)器人共有6個(gè)自由度。

43任務(wù)四工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)

二、工作空間工作空間又叫作工作范圍、工作區(qū)域。機(jī)器人的工作空間是指機(jī)器人手臂末端或手腕中心（手臂或手部安裝點(diǎn)）所能到達(dá)的所有點(diǎn)的集合，不包括手部本身所能到達(dá)的區(qū)域。由于末端執(zhí)行器的形狀和尺寸是多種多樣的，因此為真實(shí)反映機(jī)器人的特征參數(shù)，工作空間是機(jī)器人未裝任何末端執(zhí)行器情況下的最大空間，機(jī)器人外形尺寸和工作空間如圖所示。

44任務(wù)四工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)三、負(fù)載能力負(fù)載是指機(jī)器人在工作時(shí)能夠承受的最大載重。如果將零件從一個(gè)位置搬至另一個(gè)位置，就需要將零件的重量和機(jī)器人手爪的重量計(jì)算在負(fù)載內(nèi)。目前使用的工業(yè)機(jī)器人負(fù)載范圍可從0.5kg直至800kg，如，ABB1205/0.8，這個(gè)型號(hào)的具體含義是，IRB120型工業(yè)機(jī)器人，最大負(fù)載能力承重5kg，工作范圍0.8m。45任務(wù)四工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)四、工作精度工業(yè)機(jī)器人工作精度是指定位精度（也稱絕對(duì)精度）和重復(fù)定位精度。定位精度是指機(jī)器人手部實(shí)際到達(dá)位置與目標(biāo)位置之間的差異，用反復(fù)多次測(cè)試的定位結(jié)果的代表點(diǎn)與指定位置之間的距離來(lái)表示。重復(fù)定位精度是指機(jī)器人重復(fù)定位手部于同一目標(biāo)位置的能力，以實(shí)際位置值的分散程度來(lái)表示。目前，工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)精度可達(dá)±0.01~±0.5mm。根據(jù)作業(yè)任務(wù)和末端持重的不同，機(jī)器人的重復(fù)精度亦要求不同，見(jiàn)表所示。46任務(wù)四工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)作業(yè)任務(wù)額定負(fù)載/kg重復(fù)定位精度/mm搬運(yùn)5~200±0.2~±0.5碼垛50~800±0.5點(diǎn)焊50~350±0.2~±0.3弧焊3~20±0.08~±0.1涂裝5~20±0.2~±0.5裝配2~5±0.02~±0.036~10±0.06~±0.0810~20±0.06~±0.1五、最大工作速度廠家不同對(duì)最大工作速度規(guī)定的內(nèi)容亦有不同，有的廠家定義為機(jī)器人主要自由度上最大的穩(wěn)定速度；有的廠家定義為手臂末端最大的合成速度，通常在技術(shù)參數(shù)中加以說(shuō)明。顯而易見(jiàn)，工作速度越高，工作效率越高。然而工作速度越高就要花費(fèi)更多的時(shí)間去升速或降速，或者對(duì)機(jī)器人最大加速度變化率的要求更高。47任務(wù)四工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)48任務(wù)五

工業(yè)機(jī)器人使用安全注意事項(xiàng)

一、操作人員安全注意事項(xiàng)

操作人員要盡量避免進(jìn)入安全柵欄內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。

其他安全注意事項(xiàng)如下:1.不需要操作機(jī)器人時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)機(jī)器人控制裝置的電源，或者在按下急停按鈕的狀態(tài)下進(jìn)行作業(yè)。2.應(yīng)在安全柵欄外進(jìn)行機(jī)器人系統(tǒng)的操作。3.為了預(yù)防負(fù)責(zé)操作的作業(yè)人員以外者意外進(jìn)人，或者為了避免操作者進(jìn)人危險(xiǎn)場(chǎng)所，應(yīng)設(shè)置防護(hù)柵欄和安全鎖，如圖所示。。

49任務(wù)五工業(yè)機(jī)器人使用安全注意事項(xiàng)

其他安全注意事項(xiàng)如下:4.應(yīng)在操作者伸手可及之處設(shè)置急停按鈕。（事故案例）5.在進(jìn)行示教作業(yè)之前，應(yīng)確認(rèn)機(jī)器人或者外圍設(shè)備沒(méi)有處在危險(xiǎn)的狀態(tài)且沒(méi)有異常。6.在迫不得已的情況下需要進(jìn)人機(jī)器人的動(dòng)作范圍內(nèi)進(jìn)行示教作業(yè)時(shí)，應(yīng)事先確認(rèn)安全裝置（如急停按鈕、示教器的安全開(kāi)關(guān)等）的位置和狀態(tài)等。7.程序員應(yīng)特別注意，勿使其他人員進(jìn)人機(jī)器人的動(dòng)作范圍。

50任務(wù)五工業(yè)機(jī)器人使用安全注意事項(xiàng)

其他安全注意事項(xiàng)如下:8.編程時(shí)應(yīng)盡可能在安全柵欄的外邊進(jìn)行。因不得已情形而需要在安全柵欄內(nèi)進(jìn)行時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng):（1）仔細(xì)查看安全柵欄內(nèi)的情況確認(rèn)沒(méi)有危險(xiǎn)后再進(jìn)入柵欄內(nèi)部。（2）要做到隨時(shí)都可以按下急停按鈕。（3）應(yīng)以低速運(yùn)行機(jī)器人。（4）應(yīng)在確認(rèn)清楚整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)后進(jìn)行作業(yè)，以避免由于針對(duì)外圍設(shè)備的遙控指令和動(dòng)作等而導(dǎo)致作業(yè)人員陷入危險(xiǎn)境地。。

51任務(wù)五工業(yè)機(jī)器人使用安全注意事項(xiàng)

二、維修人員安全注意事項(xiàng)

1.在機(jī)器人運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中切勿進(jìn)人機(jī)器人的動(dòng)作范圍內(nèi)。2.應(yīng)盡可能在斷開(kāi)機(jī)器人和系統(tǒng)電源的狀態(tài)下進(jìn)行作業(yè)，當(dāng)接通電源時(shí)，有的作業(yè)有觸電的危險(xiǎn)。此外，應(yīng)根據(jù)需要上好鎖，以使其他人員不能接通電源。3.在通電中因迫不得已的情況而需要進(jìn)人機(jī)器人的動(dòng)作范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)在按下操作箱（操作面板）或者示教器的急停按鈕后再入內(nèi)。此外，作業(yè)人員應(yīng)掛上“正在進(jìn)行維修作業(yè)”的標(biāo)牌，提醒其他人員不要隨意操作機(jī)器人，如圖所示。52任務(wù)五工業(yè)機(jī)器人使用安全注意事項(xiàng)

二、維修人員安全注意事項(xiàng)

4.在進(jìn)行維修作業(yè)