什么是工业机器人?

[拼音]：gongye jiqiren

[外文]：industrial robot

能模仿人体某些器官的功能(主要是动作功能)、有独立的控制系统、可以改变工作程序和编程的多用途自动 *** 作装置。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺 *** 作。

“机器人”(robot)一词出自捷克文 robota，意为劳役或苦工。1920年，捷克斯洛伐克小说家、剧作家K.恰佩克在他写的科学幻想戏剧《罗素姆万能机器人》(Rossum's Universal Robots)中第一次使用robot一词。此后被欧洲各国语言所吸收而成为专门名词。

20世纪50年代末，美国在机械手和 *** 作机的基础上采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动 *** 作装置，并将其称为工业机器人。60年代初，美国研制成功两种工业机器人，商品名分别为Unimate（意为万能自动机）和Versatran（意为灵活搬运机），并很快地在工业生产中得到应用。1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分（见彩图）。

1985年全世界工业机器人的产量已超过 3万台。

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统 3个基本部分组成。

（1）主体：即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度。

（2）驱动系统：包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作。

（3）控制系统：按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。

工业机器人按臂部的运动形式分为4种(见图)。

（1）直角坐标型：臂部可沿3个直角坐标移动。

（2）圆柱坐标型：臂部可作升降、回转和伸缩动作。

（3）球坐标型：臂部能回转、俯仰和伸缩。

（4）关节型：臂部有多个转动关节。

按执行机构运动的控制机能分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料（见机床上下料装置）、点焊和一般搬运、装卸等作业。连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。

工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是以穿孔卡、穿孔带或磁带等信息载体输入已编好的程序。示教输入型的示教方法有两种：一种是由 *** 作者用手动控制器（示教 *** 纵盒）将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹 *** 演一遍；另一种是由 *** 作者直接领动执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹 *** 演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中。在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。

具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能(如图像识别)或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。

参考书目

高井宏幸等编著，李永新译：《工业机械人的结构与应用》，机械工业出版社，北京，1977。（高井宏幸等編著：《産業ロボット導入ガィドブック》ォ－ム社，東京，1971。）波波夫等著，遇立基、陈循介译：《 *** 作机器人动力学与算法》，机械工业出版社，北京，1983。(Ε.П.Попови др.， Μанипуляционныеробоmыдинамика и алгориmмы，Науκа，Μосκва，1978．)Philippe Coiffet and Michel Chirouze ， An Introduction to Robot Technology，Kogan Page Ltd.，London，1983.