学习目标

知识目标： 

掌握工业机器人的典型结构

1. 直角坐标工业机器人

直角坐标工业机器人一般做 2～3 个自由度运动，每个运动自由度之间的空间夹角为直角，可实现自动控制，可重复编程，所有的运动均按程序运行。直角坐标工业机器人一般由控制系统、驱动系统、机械系统、操作工具等组成。直角坐标工业机器人因操作工具的不同，功能也不同，具有高可靠性、高速度和高精度的特点，可工作在恶劣的环境下，可长期工作，且便于操作和维修。

2. 平面关节型工业机器人

平面关节型工业机器人又称为 SCARA 工业机器人，是圆柱坐标工业机器人的一种形式。SCARA 工业机器人有三个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向； 还有一个移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。SCARA 工业机器人精度高，动作范围较大，坐标计算简单，结构轻便，响应速度快，但负载较小。SCARA 系统在 X、Y 轴方向上具有顺从性，而在 Z 轴方向具有良好的刚度，此特性特别适合装配工作，例如将一个圆头针插入一个圆孔，SCARA 系统首先大量用于装配印制电路板和电子零部件；SCARA 的另一个特点是其串接的两杆结构类似人的手臂，可以伸进有限空间中作业然后收回，适合搬动和取放物件，如集成电路板等。如今 SCARA 工业机器人广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。它的主要职能是拾取零件和装配。它的第一个轴和第二个轴具有转动特性，第三个轴和第四个轴可以根据不同的工作需要，制造成相应的多种不同形态，并且一个具有转动、另一个具有线性移动的特性。由于其具有特定的形状，决定了其工作范围类似于一个扇形区域。

3. 并联工业机器人

并联工业机器人又称为 DELTA 工业机器人，属于高速、轻载的工业机器人，一般通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的伺服轴确定夹具中心（TCP）的空间位置，实现目标物体的运输、加工等操作。DELTA 工业机器人主要用于食品、药品和电子产品等的加工和装配。DELTA 工业机器人以其质量轻、体积小、运动速度快、定位精确、成本低、效率高等特点，正在被广泛应用。

DELTA 工业机器人是典型的空间三自由度并联机构，整体结构精密、紧凑，驱动部分均布于固定平台，这些特点使它具有如下特性：

1） 承载能力强、刚度大、自重负荷比小、动态性能好。

2） 并行三自由度机械臂结构，重复定位精度高。超高速拾取物品，一秒钟多个节拍。

4.串联工业机器人

串联工业机器人拥有 4 个或 4 个以上旋转轴，其中 6 个轴是最普通的形式，类似于人类的手臂，应用于装货、卸货、喷漆、表面处理、测试、测量、弧焊、点焊、包装、装配、切削机床、固定、特种装配操作、锻造、铸造等。串联工业机器人有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作；可以自由编程，完成全自动化的工作，生产率高，错误率可控制，能代替人完成有害身体健康的复杂工作，比如汽车外壳点焊、金属部件打磨。

5.协作工业机器人

在传统的工业机器人逐渐取代单调、重复性高、危险性强的工作之时，协作工业机器人也将会慢慢渗入各个工业领域，与人共同工作。这将引领一个全新的工业机器人与人协同工作时代的来临，随着工业自动化的发展，我们发现需要协助型的工业机器人配合人来完成工作任务，这样比工业机器人的全自动化工作站具有更好的柔性和成本优。