从零部件角度看工业机器人，工业机器人有哪几个子系统组成？
转载 2020-05-16 09:09 库比克工业集团 来源：库比克工业集团
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。根据ISO8373定义：工业机器人是指在工业自动化中使用的，固定式或移动式，具有三轴及以上可重复编程、多用途的自动控制操作机。
按照机械结构，工业机器人可分为直角坐标型、圆柱坐标型、球面坐标型、垂直多关节型、SCARA型（平面多关节机器人）及Delta型（并联关节机器人）
图1：直角坐标式机器人和并联机器人
图2：多关节型机器人和SCARA机器人
三大子系统构成工业机器人整体：
控制系统：类似于人体大脑，负责输入信息的处理及向驱动系统传输运动信息
动力系统：接收控制系统指令，驱动机器人机身、手臂及等机械结构完成指定运动
机械结构系统：相当于人体的骨架，包囊各子系统，整体承载并实际完成作业
控制系统是工业机器人的大脑
控制系统：类似于人体大脑，负责输入信息的处理及向驱动系统传输运动信息
嵌入式运动控制系统是主流：基于核的微控制器移动性能好、功耗低、可靠性高、实时性强
嵌入式控制系统架构一般基于ARM处理器、DSP处理器及FPGA（单一或组合形式）
图：基于上述架构的机器人控制系统
动力系统是工业机器人的心脏脉络
动力系统：主要由驱动系统（心脏，亦称伺服系统）及传动系统（肌肉、筋络）组成
完整的伺服系统囊括伺服驱动器、伺服电机和编码器三个重要部件
传动系统核心零部件：减速电机、滚珠丝杆、齿形带、减速器
工业机器人动力系统划分：
| 伺服系统 | 传动系统 | |
| 功能 | 把输出量以一定准确度跟随输入量的变化而变化的自动控制系统 | 长距离传递动力源、将伺服电机输出角位移转变成机械结构线位移 |
| 核心零部件 | 伺服驱动器、伺服电机、编码器 | 减速电机、滚珠丝杆、齿形带、减速器 |
| 核心零部件介绍 | 驱动器是驱动伺服电机运转的信号传递单元 | 线位移机械（直角坐标机器人），通常配套减速电机 |
| 编码器，是反馈元件，相当于标尺 | 对于角位移机械（关节型机器人），精密减速器是其减速增矩的核心零部件。 |
机械结构系统是工业机器人骨架
机械结构系统：机器人的机械结构类似人体，通常可划分为腰部、臂部及腕部结构。
机械结构系统的主要结构及零部件：
| 腰部结构 | 臂部结构 | 腕部结构 | |
| 简介 | 腰部结构包括机座和腰关节 | 连结腰部和腕部结构，实现空间操作机在空间的运动 | 连接操作机手臂与末端执行器，并决定末端执行器在空间的姿态 |
| 特征 | 腰关节是负载最大的运动轴，对末端执行 器运动精度影响最大，设计精度要求高。 | 臂部结构一般选用高强度轻质材料，满足运动刚度需求、减轻质量尽量灵活 | 腕部具有2-3个自由度，各运动轴采用分离传动，整体结构紧凑 |