工业机械臂

拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置

工业机械臂是拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置。它可把任一物件或工具按空间位姿（位置和姿态）的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。如夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行了点焊或弧焊；搬运压铸或冲压成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装配机械零部件等等。

分类

机械臂是“ROBOT”一词的中文译名。由于影视宣传和科幻小说的影响，人们往往把机械臂想像成外貌似人的机械和电子装置。但事实并不是这样，特别是工业机械臂，与人的外貌往往毫无相似之处。根据国家标准，工业机械臂定义为“其操作机是自动控制的，可重复编程、多用途，并可以对3个以上轴进行编程。它可以是固定式或者移动式。在工业自动化应用中使用”。操作机又定义为“是一种机器，其机构通常由一系列相互铰接或相对滑动的构件所组成。它通常有几个自由度，用以抓取或移动物体（工具或工件）。”所以对工业机械臂可能理解为：拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间位姿（位置和姿态）的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。如夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行了点焊或弧焊；搬运压铸或冲压成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装配机械零部件等等。

理解

编程就是让计算机为解决某个问题而使用某种程序设计语言编写程序代码，并最终得到结果的过程。为了使计算机能够理解人的意图，人类就必须要将需解决的问题的思路、方法、和手段通过计算机能够理解的形式告诉计算机，使得计算机能够根据人的指令一步一步去工作，完成某种特定的任务。这种人和计算机之间交流的过程就是编程。

延伸

为了解决使用机器语言编写应用程序所带来的一系列问题，人们首先想到了使用助记符号来代替不容易记忆的机器指令。这种助记符号来表示计算机指令的语言称为符号语言，也称汇编语言。在汇编语言中，每一条用符号来表示的汇编指令与计算机机器指令一一对应；记忆难度大大减少了，不仅易于检查和修改程序错误，而且指令、数据的存放位置可以由计算机自动分配。用汇编语言编写的程序称为源程序，计算机不能直接识别和处理源程序，必须通过某种方法将它翻译成为计算机能够理解并执行的机器语言，执行这个翻译工作的程序称为汇编程序。使用汇编语言编写计算机程序，程序员仍然需要十分熟悉计算机系统的硬件结构，所以从程序设计本身上来看仍然是低效率的、烦琐的。但正是由于汇编语言与计算机硬件系统关系密切，在某些特定的场合，如对时空效率要求很高的系统核心程序以及实时控制程序等，迄今为止汇编语言仍然是十分有效的程序设计工具。

工业机械臂目前还没有统一的分类标准。根据不同的要求可进行不同的分类。

一、按驱动方式分

1．液压式　液压驱动机械臂通常由液动机（各种油缸、油马达）、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械臂的执行机构进行工作。通常它具有很大的抓举能力（高达几百公斤以上），其特点是结构紧凑，动　作平稳，耐冲击，耐振动，防爆性好，但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。

2．气动式　其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便，动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太高，故抓举能力较低。

3．电动式　电力驱动是目前机械臂使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较大（关节型的持重已达400公斤），信号检测、传递、处理方便，并可以采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机，直流伺服电机以及交流伺服电机（其中交流伺服电机为目前主要的驱动形式）。由于电机速度高，通常采用减速机构（如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋行动和多杆式机构等）。目前，有些机械臂已开始采用无减速机构的大转矩、低转速的电机进行直接驱动（DD），这既可以使机构简化，又可提高控制精度。

二、按用途分

⒈搬运机械臂　这种机械臂用途很广，一般只需点位控制。即被搬运零件无严格的运动轨迹要求，只要求始点和终点位姿准确。如机床上用的上下料器人，工件堆垛机械臂，注塑机配套用的机械等。

2．喷涂机械臂　这种机械臂多用于喷漆生产线上，重复位姿精度要求不高。但由于漆雾易燃，一般采用液压驱动或交流伺服电机驱动。

3．焊接机械臂　这是目前使用最多的一类机械臂，它又可分为点焊和弧焊两类。点焊机械臂负荷大基本介绍当提到机械人时，许多人会想到有手，有脚的人型机械.不过，　这类机械人往往出现在科幻电影，娱乐场所，展览会和玩具店中，它们与工业用的机械人大不相同. 工业机械人（Industrial Robots）简称为IR，它们大多为简单的操作设备，有时会被称为机械臂，例如：进行简单的提起或放下动作，在机器内放入或取出工件等.不过，亦有不少工业机械人可以完全用程式控制，并可进行不同类型工作，例如：寻找，运输，握取，对准，装配，检验等动作. 为了明确地描述工业机械人，美国机械人协会在1979年将机械人定义为一个可用程式控制，多功能的操作器，它透过程式控制和多变化的动作设计来移动材料，工件，工具或特别设备，以完成一连串的工作.所以，虽然许多工业机械人并非有人的形态，但只要它们符合机械人的定义，便可以称为机械人.工业机械人虽然已被广泛应用在多种制造行业内，但估计在不久将来还会有数以十万计的工业机械人投入服务.现时，不少研究人员正为机械人研究如何加入视觉和感觉，令机械人可以完成更复杂的工作.而研究机械人的学问称为机械人学。

4．装配机械人；这灯机械臂要有较高的位姿精度，手腕具有较大的柔性。目前大多用于机电产品的装配作业。

⒌专门用途的机械臂如医用护理机械臂、航天用机械臂、探海用机械臂以及排险作业机械臂等。

三、按操作机的位置机构形式和自由度数量分类

机械臂操作机的位置机构型式是机械臂重要的外形特征，按这一类标准，机械臂可分为直角坐标型，圆柱坐标型，球（极）坐标型、关节型机械臂（或拟人机械臂）。

操作机本身的轴数（自由度数）最能反应机械臂的工作能力，也是分类的重要依据。按这一分类要求，机械臂可分为4轴（自由度）、5轴（自由度）、6轴（自由度）、7轴（自由度）等机械臂。

还有其它多种分类方式。

基本介绍工业设计

工业机械人通常由六项基本元素所组成，包括：结构,臂端工具，电脑数码控制器，驱动器，量度回输系统和感应器。

动力系统

动力系统是工业机械人在工作区内移动所需要的硬件，其中最重要的通常是机械臂.依据机械人的不同设计，它的各主轴会被设计为线性或旋转移动.轴的数目代表一个机械

人有多少个方向能够独立自由移动，所以亦可以称为「自由度」.假如体积相约，三个旋转轴或自由度的机械人会有最大的工作范围. 工业机械人通常有2至10轴或自由度.不过，大多数机械人的自由度约为5至6个

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