工業機器人的構成和分類

工業機器人按照ISO 8373定義，它是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。工業機器人是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。

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工業機器人的組成

機器人主要由三個基本部分組成:主體、驅動系統和控制系統。

主體——也就是底座和執行機構，包括手臂、手腕和手，有些機器人也有行走機構。大多數工業機器人有3-6個自由度，其中手腕通常有1-3個自由度。

驅動系統——包括動力裝置和傳動機構，其核心是減速器和伺服電機，用來使執行機構產生相應的動作；

控制系統——根據輸入的程序，向驅動系統和執行機構發出指令信號，并對其進行控制。

工業機器人拆卸圖

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工業機器人分類

關于工業機器人的分類，國際上沒有統一的標準，但可以根據負載重量、控制方式、自由度、結構、應用領域等進行分類。

根據結構，分類如下:

按應用分類如下:

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工業機器人產業鏈

機器人產業鏈主要由機器人零部件制造商、機器人本體制造商、代理商、系統集成商和終端用戶組成。本體是機器人產業鏈的核心。通常是本體企業設計本體，編寫軟件，通過代理商采購銷售給系統集成商，系統集成商直接面對終端客戶。一些本體企業和代理商也會擔任系統集成商。

從區域來看，歐洲和日本牢牢占據工業機器人的世界，而日本和德國在工業機器人方面領先世界，這主要是因為他們的先發優勢和技術沉淀。日本工業機器人關鍵零部件(減速器、伺服電機等)的研發存在較強的技術壁壘。).德國工業機器人在原材料、車身零部件、系統集成等方面都有一定優勢。

從企業來看，ABB、FANUC、庫卡、安川是工業機器人的四大家族，已經成為全球工業機器人的主要供應商，約占全球50%的市場份額。

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工業機器人的工作原理

機器人的工作原理是一個復雜的問題。簡單來說，機器人的原理就是模仿人類的身體動作、思維模式和控制決策能力。從控制的角度來看，機器人可以通過以下四種方式來實現這一目標。

“示教再現”法:通過“示教盒”或“手握”的方式，教會機械手如何動作?？刂破饔洃浭窘踢^程，然后機器人根據記憶重復示教動作，如繪畫機器人。

“可編程控制”模式:工作人員根據機器人的工作任務和運動軌跡，事先編制好控制程序，然后將控制程序輸入到機器人的控制器中，啟動控制程序，機器人就會按照程序一步步完成動作。如果任務發生變化，只需修改或重寫控制程序，非常靈活方便。大多數工業機器人以前兩種方式工作。

“遙控”模式:人們使用有線或無線遙控器來控制機器人在人難以到達或危險的地方完成某些任務。如防暴機器人、軍用機器人、在核輻射和化學污染環境中工作的機器人等。

“自主控制”是機器人控制中最先進、最復雜的控制方式。它要求機器人具有在復雜的非結構化環境中識別環境和自主決策的能力，即具有人類的一些智能行為。

以一個六軸垂直多關節機器人為例(如下圖所示)，通過機器人控制器及其控制系統，可以實現S軸擺動、L軸下臂傾斜、U軸上臂傾斜、R軸手臂擺動、B軸手腕俯仰和T軸手腕擺動，實現六軸的運動操作和配合。

如果采用集中控制系統，其控制原理如下圖所示:

如果采用分散控制系統，其控制原理如下圖所示:

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機器人制造商面臨的一些問題

隨著工業制造的不斷產業升級和各種新技術的出現，機器人制造商在生產過程中也要考慮其終端用戶的使用需求，比如一些工廠和生產線的升級。機器人廠商也需要適應市場的變化，做出相應的調整。