工业机器人广泛使用在产业制造上，汽车制造、电器、食品等，能替代反复机器式操纵工作，是靠本身动力和控制才能来实现种种功用的一种机器。它能够承受人类指挥，也能够按照事先编排的程序运转。

或许对工业机器人这个行业充满了一些疑问，阅览以下内容，可以帮你快速建立工业机器人的基础认知。

1、什么是工业机器人？

机器人是一个在三维空间具有较多自由度的，并能实现诸多拟人动作和功能的机器，而工业机器人则是在工业生产上应用的机器人。它的特点是：可编程、拟人化、通用性、机电一体化。

2、工业机器人有哪些系统组成？各自有什么作用？

（1）主体

主体机械即机座和实行机构，包括大臂、小臂、腕部和手部，构成的多自由度的机械系统。有的机器人另有行走机构。工业机器人有6个自由度乃至更多腕部通俗有1～3个活动自由度。

（2）驱动系统

使机器人运行起来的传动装置。按动力源分为液压，气动和电动三大类。依据需求也可由这三种范例组合并复合式的驱动系统。或者通过同步带、轮系、齿轮等机械传动机构来间接驱动。驱动系统有动力装置和传动机构，用以实行机构发生相应的动作，这三类根本驱动系统的各有特点，现在主流的是电动驱动系统。

（3）控制系统

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去完成 规定的运动和功能。

高性价比的微处置器为机器人控制器带来了新的开展机会，使开辟低本钱、高功能的机器人控制器成为可能。为了使系统具有充足的运算与存储能力，现在机器人控制器多接纳较强的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片构成。

（4）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的信息。

内部传感器：用来检测机器人本身状态（如手臂间的角度）的传感器，多为检测位置和角度的传感器。具体有：位置传感器、位置传感器、角度传感器等。

外部传感器：用来检测机器人所处环境（如检测物体，距离物体的距离）及状况（如检测抓取的物体是否滑落）的传感器。具体有距离传感器、视觉传感器、力觉传感器等。

智能传感系统的使用提高了机器人的机动性，实用性和智能化的标准，人类的感知系统对外部世界信息是机器人灵巧的，然而，对于一些特许的信息，传感器比人的系统更加有效。

(5)末端执行器

末端执行器连接在机械手最后一个关节上的部件，它一般用来抓取物体，与其他机构连接并执行需要的任务。

3、工业机器人涉及到的主要参数是什么？

机器人的主要技术参数有自由度、分辨率、工作空间、工作速度、工作载荷等。

机器人的自由度是指确定机器人手部在空间的位置和姿态时所需要的独立运动参数的数量。机器人的自由度数一般等于关节数量。

工作范围指工业机器人手臂或手部安装点所能达到的所有空间范围。其形状取决于机器人的自由度数和各运动关节的类型与配置。机器人的工作范围一般有：图解法和解析法这两种方法表示。

速度：机器人在工作过程中带载荷条件下、匀速运动过程时，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。

工作负载是指机器人手腕前端安装负荷在工作范围内任何位置上所能承受的最大重量，一般用质量、力矩、惯性矩表示。

还和运行速度和加速度大小等参数有关，工作负载一般用高速运行时机器人所能抓取的工件重量作为负载承受能力为指标。

分辨率是指机器人能够实现的最小移动距离或最小转动角度 。

重复性或重复定位精度：指机器人重复到达某一目标位置的差异性。重复定位精度是衡量一列误差值的集中程度，即重复度。机器人精度机不单取决与关节减速机及传动装置，且对机械装配工艺存在很大关系，很多由于装配不到位导致机器人重复定位精度下降。

4、伺服电机和步进电机的性能有何不同？

伺服驱动器又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位。

控制精度不同（伺服电机控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证，伺服电机控制精度高于步进电机）；

低频特性不同（伺服电机运转非常平稳，即使低速时也不会出现振动现象，一般伺服电机低频性能好于步进电机）；

过载能力不同（步进电机不具备过载能力，伺服电机具有较强的过载能力）；

运行性能不同（步进电机的控制为开环控制，交流伺服驱动系统为闭环控制）；

速度响应性能不同（交流伺服系统加速度性能较好）。

5、基本工作原理

工作原理是示教再现；示教也称导引示教，既是人工导引机器人，一步步按实际需求动作流程操作一遍，机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的姿态、位置、工艺参数、运动参数等，并自动生成一个连续执行的程序。完成示教后，只需要给机器人一个启动命令，机器人将会地自动按照示教好的动作，完成全部流程。

6、工业机器人在加工制造领域中的应用

AGV搬运机器人实现仓储库区无人化作业，生产过程中货物、半成品、原材料的自动化搬运，可满足不同环境的应用要求。

冲压机器人广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等企业，主要原因是这些行业在生产过程中的重复动作相对比较多，应用冲压机器人的价值会很高。机械臂自动取出生产好的产品放置在输送带或承接台上传送到指定目标地点，实现一人同时看两台甚至更多台注塑机，可节省人力物力，降低企业在生产过程中的成本。

码垛机器人是将包装货物整齐的、自动的码垛，在末端执行器安装有机械接口，可以跟换抓手。码垛机器人应用在工业生产和立体化仓库，提高生厂力，降低工人的工作强度，在个别恶劣的工作环境下还对工人的人身安全起到有效保障的作用。

机器人高速分拣可以在快速流水线作业中准确跟踪传送带的速度，通过视觉智能识别物体的位置、颜色、形状、尺寸等，并按照特定的要求进行装箱、分拣、排列等工作。

激光切割时利用工业机器人灵活快速的工作性能，根据客户切割加工工件尺寸的大小不同，可以选择机器人正装或者倒装，对不同产品进行示教编程或者离线编程，机器人的第六轴装载光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割。

采用机器人进行焊接作业可以极大地提高生产效益和经济效率;焊接的参数对焊接结果起到决定性作用，人工焊接时，速度、干伸长等都是变化的。机器人的移动速度快，可达3m/s，甚至更快，采用机器人焊接比同样用人工焊接效率可提高2～4倍，焊接质量优良且稳定。

采用工业机器人视觉技术，能够避免一些外在因素对检验精度的影响，有效克服温度、速度的影响，提高检验的精度。机器视觉可以对产品的外形、颜色、大小、亮度、长度等进行检测，搭配工业机器人可以完成物料的定位、追踪、分拣、装配等需求。

文章来源： 河南省产学研人工智能研究院  ，科工网， 华南机器人研究院