工業(yè)機(jī)械臂分類

機(jī)械臂是"ROBOT"一詞的中文譯名。由于影視宣傳和科幻小說的影響，人們往往把機(jī)械臂想像成外貌似人的機(jī)械和電子裝置。但事實(shí)并不是這樣，特別是工業(yè)機(jī)械臂，與人的外貌往往毫無相似之處。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)機(jī)械臂定義為"其操作機(jī)是自動(dòng)控制的，可重復(fù)編程、多用途，并可以對3個(gè)以上軸進(jìn)行編程。它可以是固定式或者移動(dòng)式。在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中使用"。操作機(jī)又定義為"是一種機(jī)器，其機(jī)構(gòu)通常由一系列相互鉸接或相對滑動(dòng)的構(gòu)件所組成。它通常有幾個(gè)自由度，用以抓取或移動(dòng)物體(工具或工件)。"所以對工業(yè)機(jī)械臂可能理解為:擬人手臂、手腕和手功能 的機(jī)械電子裝置;它可把任一物件或工具按空間位姿(位置和姿態(tài))的時(shí)變要求進(jìn)行移動(dòng)，從而完成某一工業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)要求。如夾持焊鉗或焊槍，對汽車或摩托車車體進(jìn)行了點(diǎn)焊或弧焊;搬運(yùn)壓鑄或沖壓成型的零件或構(gòu)件;進(jìn)行激光切割;噴涂;裝配機(jī)械零部件等等。

編程就是讓計(jì)算機(jī)為解決某個(gè)問題而使用某種程序設(shè)計(jì)語言編寫程序代碼，并最終得到結(jié)果的過程。為了使計(jì)算機(jī)能夠理解人的意圖，人類就必須要將需解決的問題的思路、方法、和手段通過計(jì)算機(jī)能夠理解的形式告訴計(jì)算機(jī)，使得計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)人的指令一步一步去工作，完成某種特定的任務(wù)。這種人和計(jì)算機(jī)之間交流的過程就是編程。

為了解決使用機(jī)器語言編寫應(yīng)用程序所帶來的一系列問題，人們首先想到了使用助記符號(hào)來代替不容易記憶的機(jī)器指令。這種助記符號(hào)來表示計(jì)算機(jī)指令的語言稱為符號(hào)語言，也稱匯編語言。在匯編語言中，每一條用符號(hào)來表示的匯編指令與計(jì)算機(jī)機(jī)器指令一一對應(yīng);記憶難度大大減少了，不僅易于檢查和修改程序錯(cuò)誤，而且指令、數(shù)據(jù)的存放位置可以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)分配。用匯編語言編寫的程序稱為源程序，計(jì)算機(jī)不能直接識(shí)別和處理源程序，必須通過某種方法將它翻譯成為計(jì)算機(jī)能夠理解并執(zhí)行的機(jī)器語言，執(zhí)行這個(gè)翻譯工作的程序稱為匯編程序。 使用匯編語言編寫計(jì)算機(jī)程序，程序員仍然需要十分熟悉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，所以從程序設(shè)計(jì)本身上來看仍然是低效率的、煩瑣的。但正是由于匯編語言與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)關(guān)系密切，在某些特定的場合，如對時(shí)空效率要求很高的系統(tǒng)核心程序以及實(shí)時(shí)控制程序等，迄今為止匯編語言仍然是十分有效的程序設(shè)計(jì)工具。

工業(yè)機(jī)械臂目前還沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)不同的要求可進(jìn)行不同的分類。

一、按驅(qū)動(dòng)方式分

1.液壓式 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂通常由液動(dòng)機(jī)(各種油缸、油馬達(dá))、伺服閥、油泵、油箱等組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。通常它具有很大的抓舉能力(高達(dá)幾百公斤以上)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng) 作平穩(wěn)，耐沖擊，耐振動(dòng)，防爆性好，但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能，否則漏油將污染環(huán)境。

2.氣動(dòng)式 其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機(jī)組成，其特點(diǎn)是氣源方便，動(dòng)作迅速、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、維修方便。但難以進(jìn)行速度控制，氣壓不可太高，故抓舉能力較低。

3.電動(dòng)式 電力驅(qū)動(dòng)是目前機(jī)械臂使用得最多的一種驅(qū)動(dòng)方式。其特點(diǎn)是電源方便，響應(yīng)快，驅(qū)動(dòng)力較大(關(guān)節(jié)型的持重已達(dá)400公斤)，信號(hào)檢測、傳遞、處理方便，并可以采用多種靈活的控制方案。驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)，直流伺服電機(jī)以及交流伺服電機(jī)(其中交流伺服電機(jī)為目前主要的驅(qū)動(dòng)形式)。由于電機(jī)速度高，通常采用減速機(jī)構(gòu)(如諧波傳動(dòng)、RV擺線針輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、螺旋行動(dòng)和多桿式機(jī)構(gòu)等)。目前，有些機(jī)械臂已開始采用無減速機(jī)構(gòu)的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速的電機(jī)進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)(DD)，這既可以使機(jī)構(gòu)簡化，又可提高控制精度。

二、按用途分

⒈搬運(yùn)機(jī)械臂 這種機(jī)械臂用途很廣，一般只需點(diǎn)位控制。即被搬運(yùn)零件無嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)軌跡要求，只要求始點(diǎn)和終點(diǎn)位姿準(zhǔn)確。如機(jī)床上用的上下料器人，工件堆垛機(jī)械臂，注塑機(jī)配套用的機(jī)械等。

2.噴涂機(jī)械臂 這種機(jī)械臂多用于噴漆生產(chǎn)線上，重復(fù)位姿精度要求不高。但由于漆霧易燃，一般采用液壓驅(qū)動(dòng)或交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

3.焊接機(jī)械臂 這是目前使用最多的一類機(jī)械臂，它又可分為點(diǎn)焊和弧焊兩類。點(diǎn)焊機(jī)械臂負(fù)荷大基本介紹當(dāng)提到機(jī)械人時(shí)，許多人會(huì)想到有手，有腳的人型機(jī)械.不過， 這類機(jī)械人往往出現(xiàn)在科幻電影，娛樂場所，展覽會(huì)和玩具店中，它們與工業(yè)用的機(jī)械人大不相同. 工業(yè)機(jī)械人(Industrial Robots)簡稱為IR，它們大多為簡單的操作設(shè)備，有時(shí)會(huì)被稱為機(jī)械臂，例如:進(jìn)行簡單的提起或放下動(dòng)作，在機(jī)器內(nèi)放入或取出工件等.不過，亦有不少工業(yè)機(jī)械人可以完全用程式控制，并可進(jìn)行不同類型工作，例如:尋找，運(yùn)輸，握取，對準(zhǔn)，裝配，檢驗(yàn)等動(dòng)作. 為了明確地描述工業(yè)機(jī)械人，美國機(jī)械人協(xié)會(huì)在1979年將機(jī)械人定義為一個(gè)可用程式控制，多功能的操作器，它透過程式控制和多變化的動(dòng)作設(shè)計(jì)來移動(dòng)材料，工件，工具或特別設(shè)備，以完成一連串的工作.所以，雖然許多工業(yè)機(jī)械人并非有人的形態(tài)，但只要它們符合機(jī)械人的定義，便可以稱為機(jī)械人.工業(yè)機(jī)械人雖然已被廣泛應(yīng)用在多種制造行業(yè)內(nèi)，但估計(jì)在不久將來還會(huì)有數(shù)以十萬計(jì)的工業(yè)機(jī)械人投入服務(wù).現(xiàn)時(shí)，不少研究人員正為機(jī)械人研究如何加入視覺和感覺，令機(jī)械人可以完成更復(fù)雜的工作.而研究機(jī)械人的學(xué)問稱為機(jī)械人學(xué)。

4.裝配機(jī)械人 ;這燈機(jī)械臂要有較高的位姿精度，手腕具有較大的柔性。目前大多用于機(jī)電產(chǎn)品的裝配作業(yè)。

⒌專門用途的機(jī)械臂 如醫(yī)用護(hù)理機(jī)械臂、航天用機(jī)械臂、探海用機(jī)械臂以及排險(xiǎn)作業(yè)機(jī)械臂等。

三、按操作機(jī)的位置機(jī)構(gòu)形式和自由度數(shù)量分類

機(jī)械臂操作機(jī)的位置機(jī)構(gòu)型式是機(jī)械臂重要的外形特征，按這一類標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械臂可分為直角坐標(biāo)型，圓柱坐標(biāo)型，球(極)坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)型機(jī)械臂(或擬人機(jī)械臂)。

操作機(jī)本身的軸數(shù)(自由度數(shù))最能反應(yīng)機(jī)械臂的工作能力，也是分類的重要依據(jù)。按這一分類要求，機(jī)械臂可分為4軸(自由度)、5軸(自由度)、6軸(自由度)、7軸(自由度)等機(jī)械臂。

還有其它多種分類方式。

基本介紹工業(yè)設(shè)計(jì)

工業(yè)機(jī)械人通常由六項(xiàng)基本元素所組成，包括:結(jié)構(gòu),臂端工具，電腦數(shù)碼控制器，驅(qū)動(dòng)器，量度回輸系統(tǒng)和感應(yīng)器。

動(dòng)力系統(tǒng) 是工業(yè)機(jī)械人在工作區(qū)內(nèi)移動(dòng)所需要的硬件，其中最重要的通常是機(jī)械臂.依據(jù)機(jī)械人的不同設(shè)計(jì)，它的各主軸會(huì)被設(shè)計(jì)為線性或旋轉(zhuǎn)移動(dòng).軸的數(shù)目代表一個(gè)機(jī)械

人有多少個(gè)方向能夠獨(dú)立自由移動(dòng)，所以亦可以稱為「自由度」.假如體積相約，三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸或自由度的機(jī)械人會(huì)有最大的工作范圍. 工業(yè)機(jī)械人通常有2至10軸或自由度.不過，大多數(shù)機(jī)械人的自由度約為5至6個(gè)