【文章內容簡介】 絡功能。（3）驅動技術：1）80年代發(fā)展起來的AC侍服驅動已成為主流驅動技術用于工業(yè)機器人中，DD驅動技術則廣泛地用于裝配機器人中。2）新一代的侍服電機與基于微處理器的智能侍服控制器相結合，已由FANUC等公司開發(fā)并用于工業(yè)機器人中，在遠程控制中已采用了分布式智能驅動新技術。（4） 應用智能化的傳感器：裝有視覺傳感器的機器人數量呈上升趨勢，不少機器人裝有兩種傳感器，有些機器人留了多種傳感器接口。（5） 通用機器人編程語言：在ABB公司的20多個小型號產品中，采用了通用?；瘔K語言RAPID。最近美國“機器人工作空間技術公司”，運行于該公司的通用機器人控制器URC的WinNT/95環(huán)境。該語言易學醫(yī)用，可用于各種開發(fā)環(huán)境，與大多數WINDOWS軟件產品兼容。（6） 網絡通用方式：大部分機器人采用了Ether網絡通訊方式，其它采用RS232，RA422，RS485等通訊接口.。（7） 高速，高精度，多功能化：目前。但有一種速度競達到80m/s；而另一種并連機構的NC機器人，其位置重復精度大1微秒。（8）集成化與系統(tǒng)化：當今工業(yè)機器人技術的另一特點是應用從單機單元向系統(tǒng)發(fā)展，百臺以上的機器人群與微機及周邊智能設備和操作人員形成一個大群體(多智能體)。跨國大集團的壟斷和全球化的生產將世界眾多廠家的產品連接在一起，實現(xiàn)了標準化，開放化，網絡化的“虛擬制造”為工業(yè)機器人系統(tǒng)化的發(fā)展推波助瀾。2. 工業(yè)機器人的結構及工作原理 概述機器人一般由執(zhí)行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復雜機械等組成。執(zhí)行機構即機器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機構，其中的運動副（轉動副或移動副）常稱為關節(jié)，關節(jié)個數通常即為機器人的自由度數。根據關節(jié)配置型式和運動坐標形式的不同，機器人執(zhí)行機構可分為直角坐標式、圓柱坐標式、極坐標式和關節(jié)坐標式等類型。驅動裝置是驅使執(zhí)行機構運動的機構，按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號，借助于動力元件使機器人進行動作。它輸入的是電信號，輸出的是線、角位移量。機器人使用的驅動裝置主要是電力驅動裝置，如步進電機、伺服電機等，此外也有采用液壓、氣動等驅動裝置。檢測裝置的作用是實時檢測機器人的運動及工作情況，根據需要反饋給控制系統(tǒng)，與設定信息進行比較后，對執(zhí)行機構進行調整，以保證機器人的動作符合預定的要求。控制系統(tǒng)有兩種方式。一種是集中式控制，即機器人的全部控制由一臺微型計算 機完成。另一種是分散式控制，即采用多臺微機來分擔機器人的控制，如當采用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時，主機常用于負責系統(tǒng)的管理、通訊、運動學和動力學計算，并向下級微機發(fā)送指令信息；作為下級從機，各關節(jié)分別對應一個CPU，進行插補運算和伺服控制處理，實現(xiàn)給定的運動，并向主機反饋信息。機器人系統(tǒng)是由機器人和作業(yè)對象及環(huán)境共同組成的，其中包括機器人機械系統(tǒng)，驅動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，和感知系統(tǒng)四的部分組成。可以說機器人的組成部分與人類極為類似。一個典型的機器人有一套可移動的身體結構、一部類似于馬達的裝置、一套傳感系統(tǒng)、一個電源和一個用來控制所有這些要素的計算機“大腦”。從本質上講，機器人是由人類制造的“動物”，它們是模仿人類和動物行為的機器。 結構 工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)包括機身，臂部，手腕，末端操作器和行走機構等部分組成，每一部分都有若干自由度的機械系統(tǒng)。此外，有的機器人還具有行走機構，若具有行走機構則構成行走機器人，若沒有則構成單機器人手臂。工業(yè)機器人的機械機械系統(tǒng)相當于人的身體（骨骼，手，臂，腿等）。驅動系統(tǒng)主要是指驅動機械系統(tǒng)動作的驅動裝置。這部分的作用相當于人的肌肉。根據驅動源的不同，驅動系統(tǒng)分為電氣，液壓，氣壓以及把它們結合起來應用的綜合系統(tǒng)。電氣驅動在工業(yè)機器人中應用的最為廣泛，主要分為步進電動機，直流伺服電機和交流伺服電機三種。液壓驅動運動平穩(wěn)，且負載能力大，對于重載的搬運和零件加工機器人，采用液壓驅動比較合理。但液壓驅動管道復雜，清潔困難，因此限制了在裝配作業(yè)中的作用。無論電氣還是液壓驅動的機器人，其手爪的開合都采用氣動形式?？刂葡到y(tǒng)的任務是根據機器人的作業(yè)指令程序及從傳感器反饋回來的信號，控制機器人的執(zhí)行機構，使其完成規(guī)定的運動和功能。如果機器人不具備信息反饋特征，則該控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)；如果機器人具備信息反饋特征，則還控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。該部分主要由計算機硬件和控制軟件組成。軟件主要有人與機器人聯(lián)系的人機交互系統(tǒng)和控制算法等組成。該部分的作用相當于人的大腦。感知系統(tǒng)由內部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獲取機器人內部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給控制系統(tǒng)。內部狀態(tài)傳感器用于檢測各個關節(jié)的位置，速度等變量，為閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)提供反饋信息。外部狀態(tài)傳感器用于檢測機器人與周圍環(huán)境之間的一些狀態(tài)變量，如距離，接近程度和接觸情況等，用于引導機器人，便于其實別物體并作出相應處理。該部分的作用相當于人的五官。 工作原理機器人系統(tǒng)實際上是一個典型的機電一體化系統(tǒng)，其工作原理為：控制系統(tǒng)發(fā)出動作指令，控制驅動器動作，驅動器帶動機械系統(tǒng)運動，使末端操作器到達空間某一位置和實現(xiàn)某一姿態(tài)，實施一定的作業(yè)任務。末端操作器在空間的實時位姿由感知系統(tǒng)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)把實際位姿與目標位姿相比較，發(fā)出下一個動作指令，如此循環(huán)，直到完成作業(yè)任務為止。3. 關鍵技術1. 開放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結構：采用分布式CPU計算機結構，分為機器人控制器(RC)，運動控制器(MC)，光電隔離I/O控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機器人控制器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN總線進行通訊。機器人控制器(RC)的主計算機完成機器人的運動規(guī)劃、插補和位置伺服以及主控邏輯、數字I/O、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。2. 模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)建立在基于開源的實時多任務操作系統(tǒng)Linux上，采用分層和模塊化結構設計，以實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開放性。整個控制器軟件系統(tǒng)分為三個層次：硬件驅動層、核心層和應用層。三個層次分別面對不同的功能需求，對應不同層次的開發(fā)，系統(tǒng)中各個層次內部由若干個功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協(xié)作共同實現(xiàn)該層次所提供的功能。3. 機器人的故障診斷與安全維護技術：通過各種信息，對機器人故障進行診斷，并進行相應維護，是保證機器人安全性的關鍵技術。4. 網絡化機器人控制器技術：目前機器人的應用工程由單臺機器人工作站向機器人生產線發(fā)展，機器人控制器的聯(lián)網技術變得越來越重要。控制器上具有串口、現(xiàn)場總線及以太網的聯(lián)網功能?？捎糜跈C器人控制器之間和機器人控制器同上位機的通訊，便于對機器人生產線進行監(jiān)控、診斷和管理。4. 工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢敏捷制造策略的提出，為工業(yè)機器人的發(fā)展提供了新的機遇。敏捷制造的基本思想是企業(yè)能迅速將其組織和裝備重組，快速響應市場變化，生產出滿足用戶需求的個性化產品。敏捷制造要求企業(yè)底層的生產設備具有柔性和可動態(tài)重組的能力。機器人是一種