現(xiàn)代制造技術(shù)--第7章 制造自動(dòng)化技術(shù)

1、 4.1 4.1 制造自動(dòng)化技術(shù)概論制造自動(dòng)化技術(shù)概論 4.1.1 4.1.1 制造自動(dòng)化技術(shù)的定義、內(nèi)涵制造自動(dòng)化技術(shù)的定義、內(nèi)涵 最初最初“自動(dòng)化自動(dòng)化(Automation)”(Automation)”是美國人是美國人D.S.HarderD.S.Harder于于19361936年提出的。當(dāng)時(shí)他在通用年提出的。當(dāng)時(shí)他在通用汽車公司工作，他認(rèn)為在一個(gè)生產(chǎn)過程中，汽車公司工作，他認(rèn)為在一個(gè)生產(chǎn)過程中，機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運(yùn)就是機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運(yùn)就是 自動(dòng)自動(dòng)化化 。這是早期制造自動(dòng)化的概念。這是早期制造自動(dòng)化的概念。第六章第六章 制造自動(dòng)化技術(shù)制造自動(dòng)化技術(shù) 隨著計(jì)算機(jī)的出

2、現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，自動(dòng)化的概隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，自動(dòng)化的概念已擴(kuò)展為用機(jī)器念已擴(kuò)展為用機(jī)器( (包括計(jì)算機(jī)包括計(jì)算機(jī)) )不僅代替人不僅代替人的體力勞動(dòng)而且還代替或輔助腦力勞動(dòng)，以的體力勞動(dòng)而且還代替或輔助腦力勞動(dòng)，以自動(dòng)地完成特定的作業(yè)。今天，制造自動(dòng)化自動(dòng)地完成特定的作業(yè)。今天，制造自動(dòng)化已遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了上述傳統(tǒng)的概念，具有更加寬已遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了上述傳統(tǒng)的概念，具有更加寬廣和深刻的內(nèi)涵。制造自動(dòng)化的廣義內(nèi)涵至廣和深刻的內(nèi)涵。制造自動(dòng)化的廣義內(nèi)涵至少包括以下幾點(diǎn)。少包括以下幾點(diǎn)。 (1) (1) 在形式方面在形式方面，制造自動(dòng)化有三個(gè)方面的，制造自動(dòng)化有三個(gè)方面的含義：含義： 代替人的體力勞動(dòng)。

3、代替人的體力勞動(dòng)。 代替或輔助人的腦力勞動(dòng)。代替或輔助人的腦力勞動(dòng)。 制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。理、控制和優(yōu)化。 (2) (2) 在功能方面，制造自動(dòng)化代替人的體力勞在功能方面，制造自動(dòng)化代替人的體力勞動(dòng)或腦力勞動(dòng)僅僅是制造自動(dòng)化功能目標(biāo)體系動(dòng)或腦力勞動(dòng)僅僅是制造自動(dòng)化功能目標(biāo)體系的一部分。的一部分。制造自動(dòng)化的功能目標(biāo)是多方面的，制造自動(dòng)化的功能目標(biāo)是多方面的，已形成一個(gè)有機(jī)體系。已形成一個(gè)有機(jī)體系。此體系可用功能目標(biāo)模此體系可用功能目標(biāo)模型描述。功能目標(biāo)模型簡(jiǎn)稱型描述。功能目標(biāo)模型簡(jiǎn)稱TQCSETQCSE模型，其中模型，其中T

4、T表示時(shí)間表示時(shí)間(Time)(Time)，Q Q表示質(zhì)量表示質(zhì)量(Quality)(Quality)，C C表表示成本示成本(Cost)(Cost)，S S表示服務(wù)表示服務(wù)(Service)(Service)，E E表示表示環(huán)境友善性環(huán)境友善性(Environment)(Environment)。 (3) (3) 在范圍方面，制造自動(dòng)化不僅涉及到具體在范圍方面，制造自動(dòng)化不僅涉及到具體的生產(chǎn)制造過程，而且涉及產(chǎn)品生命周期的所的生產(chǎn)制造過程，而且涉及產(chǎn)品生命周期的所有過程。有過程。 4.1.2 4.1.2 制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程及進(jìn)展制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程及進(jìn)展 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械制

5、造自動(dòng)化技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)也由最初的主要依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)加上繼電器等組也由最初的主要依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)加上繼電器等組成的剛性自動(dòng)化機(jī)床和生產(chǎn)線發(fā)展到現(xiàn)今依靠成的剛性自動(dòng)化機(jī)床和生產(chǎn)線發(fā)展到現(xiàn)今依靠 信息技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)管理方法形成的高柔信息技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)管理方法形成的高柔性化設(shè)備技術(shù)。性化設(shè)備技術(shù)。 如表如表4-14-1所示，其發(fā)展歷程及典型產(chǎn)品大所示，其發(fā)展歷程及典型產(chǎn)品大致經(jīng)歷了致經(jīng)歷了4 4個(gè)階段。個(gè)階段。 表4-1機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展的四個(gè)階段 國內(nèi)外對(duì)制造自動(dòng)化技術(shù)的研究非常重視，國內(nèi)外對(duì)制造自動(dòng)化技術(shù)的研究非常重視，已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，主要表現(xiàn)在以下已經(jīng)進(jìn)行了大量研究

6、，主要表現(xiàn)在以下7 7個(gè)方個(gè)方面。面。 1. 1. 制造系統(tǒng)中的制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)集成技術(shù)和和系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)已成已成為制造自動(dòng)化技術(shù)研究中的熱點(diǎn)問題；為制造自動(dòng)化技術(shù)研究中的熱點(diǎn)問題； 2. 2. 更加注重研究制造自動(dòng)化系統(tǒng)中人的作更加注重研究制造自動(dòng)化系統(tǒng)中人的作用的發(fā)揮；用的發(fā)揮； 3. 3. 單元系統(tǒng)的研究仍然占有重要的位置單元系統(tǒng)的研究仍然占有重要的位置 4. 4. 制造過程的計(jì)劃和調(diào)度研究十分活躍，但制造過程的計(jì)劃和調(diào)度研究十分活躍，但實(shí)用化的成果還不多見；實(shí)用化的成果還不多見； 5. 5. 柔性制造技術(shù)的研究向著深度和廣義發(fā)展；柔性制造技術(shù)的研究向著深度和廣義發(fā)展； 6. 6.

7、 適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境的研究正在適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境的研究正在興起；興起； 7. 7. 底層加工系統(tǒng)的智能化和集成化研究越來底層加工系統(tǒng)的智能化和集成化研究越來越活躍；越活躍；4.1.3 4.1.3 制造自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)制造自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)2121世紀(jì)制造自動(dòng)化所涉及的關(guān)鍵技術(shù)世紀(jì)制造自動(dòng)化所涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有：主要有：（1 1）集成化技術(shù)。）集成化技術(shù)。 （2 2）智能化技術(shù)。）智能化技術(shù)。 （3 3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 （4 4）分布式并行處理技術(shù)。）分布式并行處理技術(shù)。 （5 5）多學(xué)科、多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。）多學(xué)科、多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。 (6)

8、 (6) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。 (7) (7) 人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)技術(shù)。人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)技術(shù)。 4.2 4.2 自動(dòng)化制造裝備自動(dòng)化制造裝備 4.2.1 4.2.1 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床 1.CNC1.CNC數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床一般由輸入數(shù)控機(jī)床一般由輸入/ /輸出設(shè)備、輸出設(shè)備、CNCCNC裝置裝置( (或稱或稱CNCCNC單元單元) )、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置( (或稱執(zhí)或稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)行機(jī)構(gòu)) )、可編程控制器、可編程控制器(PLC)(PLC)及電氣控制裝置、及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測(cè)量裝置組成。輔助裝置、機(jī)床本體及測(cè)量裝置組成。 圖圖4-14-1是數(shù)

9、控機(jī)床的組成框圖。其中除機(jī)床是數(shù)控機(jī)床的組成框圖。其中除機(jī)床本體之外的部分統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控本體之外的部分統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)(CNC)系統(tǒng)。系統(tǒng)。圖4-1 數(shù)控機(jī)床組成框圖 1) 1) 機(jī)床本體機(jī)床本體 CNCCNC機(jī)床由于切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量機(jī)床由于切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量大等因素對(duì)加工精度有一定影響，加之在加大等因素對(duì)加工精度有一定影響，加之在加工中是自動(dòng)控制，不能像在普通機(jī)床上那樣工中是自動(dòng)控制，不能像在普通機(jī)床上那樣由人工進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)償，因而其設(shè)計(jì)要求比由人工進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)償，因而其設(shè)計(jì)要求比普通機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密，采用了普通機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密，采用了許多新

10、的加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度許多新的加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施。等方面的措施。 2) CNC2) CNC裝置裝置 CNCCNC裝置是裝置是CNCCNC系統(tǒng)的核心，主要包括微處系統(tǒng)的核心，主要包括微處理器理器CPUCPU、存儲(chǔ)器、局部總線、外圍邏輯電路、存儲(chǔ)器、局部總線、外圍邏輯電路以及與以及與CNCCNC系統(tǒng)其他組成部分聯(lián)系的接口等。系統(tǒng)其他組成部分聯(lián)系的接口等。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控機(jī)床的CNCCNC系統(tǒng)完全由軟件處理數(shù)字信息，系統(tǒng)完全由軟件處理數(shù)字信息，因而具有真正的柔性化，可處理邏輯電路難因而具有真正的柔性化，可處理邏輯電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能以處理的復(fù)雜

11、信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能大大提高。大大提高。 3) 3) 輸入輸入/ /輸出設(shè)備輸出設(shè)備 鍵盤、鍵盤、磁盤機(jī)等磁盤機(jī)等是數(shù)控機(jī)床的典型輸入設(shè)是數(shù)控機(jī)床的典型輸入設(shè)備。此外，還可以用備。此外，還可以用串行通信串行通信的方式輸入數(shù)的方式輸入數(shù)字信息。數(shù)控系統(tǒng)一般配有字信息。數(shù)控系統(tǒng)一般配有CRTCRT顯示器或點(diǎn)陣顯示器或點(diǎn)陣式液晶顯示器式液晶顯示器，顯示的信息較豐富，并能顯，顯示的信息較豐富，并能顯示圖形。操作人員通過顯示器獲得必要的信示圖形。操作人員通過顯示器獲得必要的信息。常見數(shù)控系統(tǒng)操作面板如圖息。常見數(shù)控系統(tǒng)操作面板如圖4-24-2所示。所示。 4) 4) 伺服單元伺服單元 伺服單元是伺

12、服單元是CNCCNC和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來自把來自CNCCNC裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接收指令的不同，動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接收指令的不同，伺服單元有脈沖式和模擬式之分，而模擬式伺服單元有脈沖式和模擬式之分，而模擬式伺服單元按電源種類又可分為直流伺服單元伺服單元按電源種類又可分為直流伺服單元和交流伺服單元。和交流伺服單元。 5) 5) 驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使動(dòng)，通過簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作

13、臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件。和對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。 伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可合稱為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可合稱為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置。它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置。CNCCNC裝置的指令要裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，因此，靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，因此，伺服驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。從某種意。從某種意義

14、上說，義上說，數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要取決于數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要取決于CNCCNC裝置裝置，而，而數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決于伺數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 6) 6) 可編程控制器可編程控制器 可編程控制器可編程控制器(Programmable Controller(Programmable Controller，PC)PC)是一種以微處理器為基礎(chǔ)的是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控通用型自動(dòng)控制裝置制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。由，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。由于最初研制這種裝置的目的是為了于最初研制這種裝置的目的是為了解決生產(chǎn)解決生產(chǎn)設(shè)備的邏輯及開關(guān)控制

15、設(shè)備的邏輯及開關(guān)控制，故稱為可編程邏輯，故稱為可編程邏輯控制器控制器(Programmable Logic Controller(Programmable Logic Controller，PLC)PLC)。 當(dāng)當(dāng)PLCPLC用于控制機(jī)床順序動(dòng)作時(shí)，也稱之為編用于控制機(jī)床順序動(dòng)作時(shí)，也稱之為編程機(jī)床控制器程機(jī)床控制器(Programmable Machine (Programmable Machine ControllerController，PMC)PMC)。 PLCPLC已成為數(shù)控機(jī)床不可缺少的控制裝置。已成為數(shù)控機(jī)床不可缺少的控制裝置。CNCCNC和和PLCPLC協(xié)調(diào)配合，共同完成對(duì)數(shù)控

16、機(jī)床的協(xié)調(diào)配合，共同完成對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制。用于數(shù)控機(jī)床的控制。用于數(shù)控機(jī)床的PLCPLC一般分為兩類：一般分為兩類： 一類是一類是CNCCNC的生產(chǎn)廠家為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的的生產(chǎn)廠家為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的順序順序控制，控制，而將而將CNCCNC和和PLCPLC綜合起來設(shè)計(jì)的綜合起來設(shè)計(jì)的PLCPLC產(chǎn)品，產(chǎn)品，稱為內(nèi)裝型稱為內(nèi)裝型( (或集成型或集成型)PLC)PLC，內(nèi)裝型內(nèi)裝型PLCPLC是是CNCCNC裝置的一部分；裝置的一部分； 另一類是以獨(dú)立、專業(yè)化的另一類是以獨(dú)立、專業(yè)化的PLCPLC生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)順序控制功能，稱為產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)順序控制功能，稱為獨(dú)立型獨(dú)立型( (或外或外裝型裝

17、型)PLC)PLC。 7) 7) 測(cè)量裝置測(cè)量裝置 測(cè)量裝置也稱反饋元件，通常安裝在機(jī)床測(cè)量裝置也稱反饋元件，通常安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，相當(dāng)于普通機(jī)床的刻度的工作臺(tái)或絲杠上，相當(dāng)于普通機(jī)床的刻度盤和人的眼睛，它把機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移盤和人的眼睛，它把機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋給轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋給CNCCNC裝置，供裝置，供CNCCNC裝置與裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號(hào)，以控制機(jī)床向消指令值比較產(chǎn)生誤差信號(hào)，以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動(dòng)。除該誤差的方向移動(dòng)。 按有無檢測(cè)裝置，按有無檢測(cè)裝置，CNCCNC系統(tǒng)可分為開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)可分為開環(huán)與閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，而按測(cè)量裝置的安裝位置又

18、可分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)，而按測(cè)量裝置的安裝位置又可分為閉環(huán)與半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。為閉環(huán)與半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的控制精度取決于步進(jìn)電機(jī)和的控制精度取決于步進(jìn)電機(jī)和絲杠的精度，絲杠的精度， 閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的控制精度取決于檢測(cè)裝置的的控制精度取決于檢測(cè)裝置的精度。精度。 因此，因此，測(cè)量裝置是高性能數(shù)控機(jī)床的重要組測(cè)量裝置是高性能數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。成部分。此外，由測(cè)量裝置和顯示環(huán)節(jié)構(gòu)成此外，由測(cè)量裝置和顯示環(huán)節(jié)構(gòu)成的數(shù)顯裝置，可以在線顯示機(jī)床移動(dòng)部件的的數(shù)顯裝置，可以在線顯示機(jī)床移動(dòng)部件的坐標(biāo)值，大大提高機(jī)床工作效率和工件的加坐標(biāo)值，大大提高機(jī)床工作效率和工件的加工精度。工精

19、度。 2 2CNCCNC系統(tǒng)的研究與發(fā)展系統(tǒng)的研究與發(fā)展 目前，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展主要有如下趨勢(shì)：目前，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展主要有如下趨勢(shì)： (1) (1) 總線式、模塊化結(jié)構(gòu)的總線式、模塊化結(jié)構(gòu)的CNCCNC裝置：裝置： 采用多微處理機(jī)、多主總線體系結(jié)構(gòu)，可以采用多微處理機(jī)、多主總線體系結(jié)構(gòu)，可以提高系統(tǒng)的計(jì)算能力和響應(yīng)速度；模塊化有提高系統(tǒng)的計(jì)算能力和響應(yīng)速度；模塊化有利于滿足用戶需要，構(gòu)成最小至最大系統(tǒng)。利于滿足用戶需要，構(gòu)成最小至最大系統(tǒng)。 (2) (2) 在在PCPC機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)CNCCNC裝置：裝置： 充分利用通用充分利用通用PCPC機(jī)豐富的軟件資源，隨機(jī)豐富的軟件資源，隨PCPC機(jī)

20、機(jī)硬件的升級(jí)而升級(jí)；適當(dāng)配置高分辨率的彩硬件的升級(jí)而升級(jí)；適當(dāng)配置高分辨率的彩色顯示器；通過圖像、多窗口、菜單驅(qū)動(dòng)以色顯示器；通過圖像、多窗口、菜單驅(qū)動(dòng)以及多媒體等方式，得到友好的人機(jī)界面。及多媒體等方式，得到友好的人機(jī)界面。 (3) PLC(3) PLC數(shù)控：數(shù)控：PCPC既作為人機(jī)界面，利用其容既作為人機(jī)界面，利用其容量大、存儲(chǔ)能力強(qiáng)和通信能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又量大、存儲(chǔ)能力強(qiáng)和通信能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又可進(jìn)行機(jī)床控制，實(shí)現(xiàn)可進(jìn)行機(jī)床控制，實(shí)現(xiàn)PCPC數(shù)控。數(shù)控。 (4) (4) 大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了計(jì)，不僅豐富了數(shù)控

21、功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNCCNC系統(tǒng)的控制功能，使其具備通信聯(lián)網(wǎng)能力，系統(tǒng)的控制功能，使其具備通信聯(lián)網(wǎng)能力，支持多種通用和專用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，為工支持多種通用和專用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，為工廠自動(dòng)化提供基礎(chǔ)設(shè)備。廠自動(dòng)化提供基礎(chǔ)設(shè)備。 (5) (5) 將多種控制功能將多種控制功能( (如刀具破損檢測(cè)、物料如刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手控制等搬運(yùn)、機(jī)械手控制等) )集成到數(shù)控系統(tǒng)中，使集成到數(shù)控系統(tǒng)中，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力。種機(jī)床的能力。 (6) (

22、6) 面向車間編程技術(shù)和智能化面向車間編程技術(shù)和智能化：系統(tǒng)能提供：系統(tǒng)能提供會(huì)話編程、藍(lán)圖編程和會(huì)話編程、藍(lán)圖編程和CAD/CAMCAD/CAM等面向車間的等面向車間的編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制智能機(jī)制。并引入在線診斷、模糊控制智能機(jī)制。 4.2.2 4.2.2 加工中心加工中心 加工中心是一種加工中心是一種備有刀庫備有刀庫并能按預(yù)定程序并能按預(yù)定程序自動(dòng)更換刀具自動(dòng)更換刀具，對(duì)工件進(jìn)行對(duì)工件進(jìn)行多工序加工多工序加工的高的高效數(shù)控機(jī)床效數(shù)控機(jī)床。它的最大特點(diǎn)是工序集中，自。它的最大特點(diǎn)是工序集中，自動(dòng)化程度高，可減

23、少工件裝夾次數(shù)，避免工動(dòng)化程度高，可減少工件裝夾次數(shù)，避免工件多次定位所產(chǎn)生的累積誤差，節(jié)省輔助時(shí)件多次定位所產(chǎn)生的累積誤差，節(jié)省輔助時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效加工。間，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效加工。 常見加工中心按工藝用途可分為常見加工中心按工藝用途可分為鏜銑加工中鏜銑加工中心心、車削加工中心、車削加工中心、鉆削加工中心鉆削加工中心、攻螺紋攻螺紋加工中心加工中心及及磨削加工中心磨削加工中心等。加工中心按主等。加工中心按主軸在加工時(shí)的空間位置可分為立式加工中心、軸在加工時(shí)的空間位置可分為立式加工中心、臥式加工中心、立臥兩用臥式加工中心、立臥兩用( (也稱萬能、五面體、也稱萬能、五面體、復(fù)合復(fù)合) )加工中心。

24、圖加工中心。圖4-34-3給出了臥式加工中心給出了臥式加工中心和立式加工中心的外觀圖。和立式加工中心的外觀圖。 1. 1. 鏜銑加工中心鏜銑加工中心 鏜銑加工中心可完成鏜、銑、鉆、攻螺紋等鏜銑加工中心可完成鏜、銑、鉆、攻螺紋等工作，它與普通數(shù)控鏜床和數(shù)控銑床的區(qū)別之工作，它與普通數(shù)控鏜床和數(shù)控銑床的區(qū)別之處主要在于它附有處主要在于它附有刀庫和自動(dòng)換刀裝置刀庫和自動(dòng)換刀裝置。衡量。衡量加工中心刀庫和自動(dòng)換刀裝置的指標(biāo)有加工中心刀庫和自動(dòng)換刀裝置的指標(biāo)有刀具存刀具存儲(chǔ)量、儲(chǔ)量、刀具刀具( (加刀柄和刀桿等加刀柄和刀桿等) )最大尺寸與重量、最大尺寸與重量、換刀重復(fù)定位精度換刀重復(fù)定位精度、安全性、

25、可靠性、可擴(kuò)展、安全性、可靠性、可擴(kuò)展性、性、選刀方法和換刀時(shí)間等選刀方法和換刀時(shí)間等。 加工中心的刀庫有鏈?zhǔn)健⒈P式和轉(zhuǎn)塔式等基加工中心的刀庫有鏈?zhǔn)?、盤式和轉(zhuǎn)塔式等基本類型，如圖本類型，如圖4-44-4所示。所示。 圖圖4-4 4-4 加工中心刀庫的基本類型加工中心刀庫的基本類型(a) (a) 轉(zhuǎn)塔式；轉(zhuǎn)塔式；(b) (b) 鏈?zhǔn)剑绘準(zhǔn)剑?c) (c) 盤式盤式 2 2車削加工中心車削加工中心 車削加工中心簡(jiǎn)稱為車削中心車削加工中心簡(jiǎn)稱為車削中心(Turning (Turning Center)Center)，它是在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上為擴(kuò)大其，它是在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上為擴(kuò)大其工藝范圍而逐步發(fā)展起來

26、的。車削中心目前工藝范圍而逐步發(fā)展起來的。車削中心目前尚無比較權(quán)威性的明確定義，但一般都認(rèn)為尚無比較權(quán)威性的明確定義，但一般都認(rèn)為車削中心應(yīng)具有如下特征：車削中心應(yīng)具有如下特征：帶刀庫和自動(dòng)換帶刀庫和自動(dòng)換刀裝置，帶動(dòng)力回轉(zhuǎn)刀具，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)大于刀裝置，帶動(dòng)力回轉(zhuǎn)刀具，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)大于2 2 ( (見圖見圖4-7)4-7)。 由于有這些特征，車削中心在一次裝夾下除由于有這些特征，車削中心在一次裝夾下除能完成車削加工外，還能完成鉆削、攻螺紋、能完成車削加工外，還能完成鉆削、攻螺紋、銑削等加工。銑削等加工。車削中心的工件交換裝置多采車削中心的工件交換裝置多采用機(jī)械手或行走式機(jī)器人用機(jī)械手或行走式機(jī)器人。隨

27、著機(jī)床功能的。隨著機(jī)床功能的擴(kuò)展，多軸、多刀架以及帶機(jī)內(nèi)工件交換器擴(kuò)展，多軸、多刀架以及帶機(jī)內(nèi)工件交換器和帶棒料自動(dòng)輸送裝置的車削中心在和帶棒料自動(dòng)輸送裝置的車削中心在FMSFMS中發(fā)中發(fā)展較快，這類車削中心也被稱為車削展較快，這類車削中心也被稱為車削FMM(FlexibleFMM(Flexible Manufacturing Module) Manufacturing Module)。 如對(duì)置式雙主軸箱、雙刀架的車削中心可實(shí)如對(duì)置式雙主軸箱、雙刀架的車削中心可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)工件，在一次裝夾下完成回轉(zhuǎn)體現(xiàn)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)工件，在一次裝夾下完成回轉(zhuǎn)體工件的全部加工。工件的全部加工。 圖圖4-5 4-5 幾

28、種雙臂式機(jī)械手示意圖幾種雙臂式機(jī)械手示意圖 (a) (a) 雙機(jī)械手；雙機(jī)械手；(b) (b) 雙臂往復(fù)交叉式機(jī)械手；雙臂往復(fù)交叉式機(jī)械手；(c) (c) 雙臂端面夾緊式機(jī)械手雙臂端面夾緊式機(jī)械手 圖圖4-6 4-6 雙臂式機(jī)械手的手爪結(jié)構(gòu)示意圖雙臂式機(jī)械手的手爪結(jié)構(gòu)示意圖(a) (a) 鉤手；鉤手；(b) (b) 抱手；抱手；(c) (c) 伸縮手；伸縮手；(d) (d) 叉手叉手 圖4-7 車削中心 4.2.3 4.2.3 工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人 1. 1. 工業(yè)機(jī)器人的定義工業(yè)機(jī)器人的定義 “機(jī)器人機(jī)器人”一詞出自捷克文，意為勞役或一詞出自捷克文，意為勞役或苦工?？喙?。19201920年，

29、捷克斯洛伐克小說家、劇作年，捷克斯洛伐克小說家、劇作家恰佩克在他寫的科學(xué)幻想戲劇家恰佩克在他寫的科學(xué)幻想戲劇羅素姆萬羅素姆萬能機(jī)器人能機(jī)器人中第一次使用了機(jī)器人一詞，此中第一次使用了機(jī)器人一詞，此后該詞被歐洲各國語言所吸收而成為專有名后該詞被歐洲各國語言所吸收而成為專有名詞。詞。 19871987年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：定義：“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制操工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)作機(jī)?！?” 我國科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：我國科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是

30、機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。 工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人( (通用及專用通用及專用) )一般指用于機(jī)械制一般指用于機(jī)械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求的工作，如汽車制造、摩托車制造、艦船制的工作，如汽車制造、摩托車制造、艦船制造，某些家電產(chǎn)品造，某些家電產(chǎn)品( (電視機(jī)、電冰箱、洗衣電視

31、機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)機(jī)) )、化工等行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊、弧、化工等行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配，以及物流系統(tǒng)焊、噴漆、切割、電子裝配，以及物流系統(tǒng)的搬運(yùn)、包裝、碼垛等作業(yè)的機(jī)器人。圖的搬運(yùn)、包裝、碼垛等作業(yè)的機(jī)器人。圖4-84-8分別示出了搬運(yùn)機(jī)器人、涂料機(jī)器人和焊接分別示出了搬運(yùn)機(jī)器人、涂料機(jī)器人和焊接機(jī)器人。機(jī)器人。 2. 2. 工業(yè)機(jī)器人的組成工業(yè)機(jī)器人的組成 如圖如圖4-94-9所示，工業(yè)機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、所示，工業(yè)機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)等幾控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)等幾個(gè)部分組成。個(gè)部分組成。 圖圖4-9 4-

32、9 工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成及運(yùn)動(dòng)方式工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成及運(yùn)動(dòng)方式 (1) (1) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種具有和人手相似的動(dòng)作功能，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種具有和人手相似的動(dòng)作功能，可在空間抓放物體或執(zhí)行其它操作的機(jī)械裝可在空間抓放物體或執(zhí)行其它操作的機(jī)械裝置，通常包括如下一些部件：置，通常包括如下一些部件： 手部：又稱抓取機(jī)構(gòu)或夾持器，用于直接手部：又稱抓取機(jī)構(gòu)或夾持器，用于直接抓取工件或工具。此外，在手部安裝的某些抓取工件或工具。此外，在手部安裝的某些專用工具，如焊槍、噴槍、電鉆、螺釘螺帽專用工具，如焊槍、噴槍、電鉆、螺釘螺帽擰緊器等，可視為專用的特殊手部。擰緊器等，可視為專用的特殊手部。

33、腕部：腕部：是連接手部和手臂的部件，用以調(diào)整是連接手部和手臂的部件，用以調(diào)整手部的姿態(tài)和方位。手部的姿態(tài)和方位。 手臂：手臂：是支承手腕和手部的部件，由動(dòng)力關(guān)是支承手腕和手部的部件，由動(dòng)力關(guān)節(jié)和連桿組成，用以承受工件或工具的負(fù)荷，節(jié)和連桿組成，用以承受工件或工具的負(fù)荷，改變工件或工具的空間位置，并將它們送至改變工件或工具的空間位置，并將它們送至預(yù)定的位置。預(yù)定的位置。 機(jī)座：機(jī)座：包括立柱，是整個(gè)工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)包括立柱，是整個(gè)工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)部件，起著支承和連接的作用。部件，起著支承和連接的作用。 (2) (2) 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是機(jī)器人的大腦，。控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，支配著機(jī)器

34、人按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人支配著機(jī)器人按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予的指令信息們給予的指令信息( (如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度等運(yùn)動(dòng)速度等) )，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行指令。行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行指令。 (3) (3) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是按照控制系統(tǒng)發(fā)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是按照控制系統(tǒng)發(fā)來的控制指令進(jìn)行信息放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來的控制指令進(jìn)行信息放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，常用的有液壓、氣壓、電運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，常用的有液壓、氣壓、電氣和機(jī)械等四種傳動(dòng)形式。氣和機(jī)械等四種傳動(dòng)形式。 (4) (4) 位置檢測(cè)裝置位置檢測(cè)裝置

35、位置檢測(cè)裝置通過力、位置、觸覺、視覺等位置檢測(cè)裝置通過力、位置、觸覺、視覺等傳感器檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)位置和工作狀態(tài)，傳感器檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)位置和工作狀態(tài)，并隨時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以并隨時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定的位置。一定的精度達(dá)到設(shè)定的位置。 3. 3. 工業(yè)機(jī)器人的分類工業(yè)機(jī)器人的分類 1) 1) 按系統(tǒng)功能分類按系統(tǒng)功能分類 (1) (1) 專用機(jī)器人：在固定地點(diǎn)以固定程序工作專用機(jī)器人：在固定地點(diǎn)以固定程序工作的機(jī)器人。的機(jī)器人。 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無獨(dú)立控制系統(tǒng)，造價(jià)低廉，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無獨(dú)立控制系統(tǒng)，造價(jià)低廉，如附設(shè)在加工中心機(jī)床上的自動(dòng)換刀機(jī)械手。如附

36、設(shè)在加工中心機(jī)床上的自動(dòng)換刀機(jī)械手。 (2) (2) 通用機(jī)器人：通用機(jī)器人： 具有獨(dú)立控制系統(tǒng)，通過改變控制程序能完具有獨(dú)立控制系統(tǒng)，通過改變控制程序能完成多種作業(yè)的機(jī)器人。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作范成多種作業(yè)的機(jī)器人。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作范圍大，定位精度高，通用性強(qiáng)，適用于不斷圍大，定位精度高，通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的柔性制造系統(tǒng)。變換生產(chǎn)品種的柔性制造系統(tǒng)。 (3) (3) 示教再現(xiàn)式機(jī)器人：示教再現(xiàn)式機(jī)器人： 具有記憶功能，在操作者的示教操作后，能具有記憶功能，在操作者的示教操作后，能按示教的順序、位置、條件與其他信息反復(fù)按示教的順序、位置、條件與其他信息反復(fù)重現(xiàn)示教作業(yè)。重現(xiàn)示教作業(yè)。

37、 (4) (4) 智能機(jī)器人：智能機(jī)器人： 采用計(jì)算機(jī)控制，具有視覺、聽覺、觸覺等采用計(jì)算機(jī)控制，具有視覺、聽覺、觸覺等多種感覺功能和識(shí)別功能機(jī)器人，通過比較多種感覺功能和識(shí)別功能機(jī)器人，通過比較和識(shí)別，能自主作出決策和規(guī)劃，自動(dòng)進(jìn)行和識(shí)別，能自主作出決策和規(guī)劃，自動(dòng)進(jìn)行信息反饋，完成預(yù)定的動(dòng)作。信息反饋，完成預(yù)定的動(dòng)作。 2) 2) 按驅(qū)動(dòng)方式分類按驅(qū)動(dòng)方式分類 (1) (1) 氣壓傳動(dòng)機(jī)器人氣壓傳動(dòng)機(jī)器人：以壓縮空氣作為動(dòng)力源：以壓縮空氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人，具有動(dòng)作迅速、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人，具有動(dòng)作迅速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的特點(diǎn)，適用于高速輕載、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的特

38、點(diǎn)，適用于高速輕載、高溫和粉塵大的作業(yè)環(huán)境。高溫和粉塵大的作業(yè)環(huán)境。 (2) (2) 液壓傳動(dòng)機(jī)器人液壓傳動(dòng)機(jī)器人：采用液壓元器件驅(qū)動(dòng)，：采用液壓元器件驅(qū)動(dòng)，具有負(fù)載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作具有負(fù)載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏的特點(diǎn)，適用于重載或低速驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。靈敏的特點(diǎn)，適用于重載或低速驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。 (3) (3) 電氣傳動(dòng)機(jī)器人電氣傳動(dòng)機(jī)器人：用交流或直流伺服電：用交流或直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人，不需要中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人，不需要中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，控制精度高，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，控制精度高，是近年來常用的機(jī)器人傳動(dòng)方式。是近年來常用的機(jī)器

39、人傳動(dòng)方式。 3) 3) 按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式分類 (1) (1) 直角坐標(biāo)機(jī)器人直角坐標(biāo)機(jī)器人： 由三個(gè)相互正交的平移坐標(biāo)軸組成由三個(gè)相互正交的平移坐標(biāo)軸組成( (見圖見圖4-4-10(a)10(a)，各個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)獨(dú)立，具有控制簡(jiǎn)，各個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)獨(dú)立，具有控制簡(jiǎn)單、定位精度高等特點(diǎn)。單、定位精度高等特點(diǎn)。 (2) (2) 圓坐標(biāo)機(jī)器人圓坐標(biāo)機(jī)器人： 由支柱和一個(gè)安狀在立柱上的水平臂組成，由支柱和一個(gè)安狀在立柱上的水平臂組成，其立柱安裝座上，水平臂可以自由伸縮，并其立柱安裝座上，水平臂可以自由伸縮，并可沿立柱上下移動(dòng)。該類機(jī)器人具有一個(gè)旋可沿立柱上下移動(dòng)。該類機(jī)器人具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和兩個(gè)平

40、移軸轉(zhuǎn)軸和兩個(gè)平移軸( (見圖見圖4-10(b)4-10(b)。 (3) (3) 球坐標(biāo)機(jī)器人球坐標(biāo)機(jī)器人：由回轉(zhuǎn)機(jī)座、俯仰鉸鏈：由回轉(zhuǎn)機(jī)座、俯仰鉸鏈和伸縮臂組成，具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和一個(gè)平移和伸縮臂組成，具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和一個(gè)平移軸軸( (見圖見圖4-10(c)4-10(c)?？缮炜s搖臂的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與?？缮炜s搖臂的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與坦克的轉(zhuǎn)塔類似，可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動(dòng)。坦克的轉(zhuǎn)塔類似，可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動(dòng)。 (4) (4) 關(guān)節(jié)機(jī)器人：關(guān)節(jié)機(jī)器人： 其運(yùn)動(dòng)類似人的手臂，由大小兩臂和立柱等其運(yùn)動(dòng)類似人的手臂，由大小兩臂和立柱等機(jī)構(gòu)組成。大小臂之間用鉸鏈連接形成肘關(guān)機(jī)構(gòu)組成。大小臂之間用鉸鏈連接形成肘關(guān)節(jié)，大臂

41、和立柱連接形成肩關(guān)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)三節(jié)，大臂和立柱連接形成肩關(guān)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)( (見圖見圖4-10(d)4-10(d)。它能抓取。它能抓取靠近機(jī)座的物件，也能繞過機(jī)座和目標(biāo)間的靠近機(jī)座的物件，也能繞過機(jī)座和目標(biāo)間的障礙物去抓取物件，具有較高的運(yùn)動(dòng)速度和障礙物去抓取物件，具有較高的運(yùn)動(dòng)速度和極好的靈活性，成為最通用的機(jī)器人。極好的靈活性，成為最通用的機(jī)器人。 工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種。工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種。 直角坐標(biāo)型直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)；的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)；圓柱坐標(biāo)型圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)的臂部可作升降、回

42、轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作；作； 球坐標(biāo)型球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮； 關(guān)節(jié)型關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。 圖圖4-10 4-10 工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)形式和工作空間工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)形式和工作空間(a)(a)直角坐標(biāo)機(jī)器人；直角坐標(biāo)機(jī)器人；(b)(b)圓坐標(biāo)機(jī)器人；圓坐標(biāo)機(jī)器人；(c)(c)球坐標(biāo)機(jī)器人；球坐標(biāo)機(jī)器人；d)d)關(guān)節(jié)機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)器人 工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)能，又工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)能，又可分可分點(diǎn)位型點(diǎn)位型和和連續(xù)軌跡型連續(xù)軌跡型。點(diǎn)位型只控制執(zhí)。點(diǎn)位型只控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，適用于行機(jī)構(gòu)由一點(diǎn)到另

43、一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，適用于機(jī)床上下料、點(diǎn)焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)；機(jī)床上下料、點(diǎn)焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)；連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動(dòng)，連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動(dòng)，適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。 工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有編程輸入編程輸入型型和和示教輸入型示教輸入型兩類。兩類。 編程輸入型工業(yè)機(jī)器人通過穿孔卡、穿孔帶編程輸入型工業(yè)機(jī)器人通過穿孔卡、穿孔帶或磁帶等信息載體輸入已編好的程序?；虼艓У刃畔⑤d體輸入已編好的程序。 示教輸入型機(jī)器人的示教方法有兩種：示教輸入型機(jī)器人的示教方法有兩種：一種一種由操作者手動(dòng)操作控制

44、器由操作者手動(dòng)操作控制器( (示教操縱盒示教操縱盒) )，如，如圖圖4-114-11所示，將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使所示，將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍；一遍；另一種由操作者直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)另一種由操作者直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍。按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍。 4. 4. 工業(yè)機(jī)器人的性能特征工業(yè)機(jī)器人的性能特征 工業(yè)機(jī)器人的性能特征影響著機(jī)器人的工工業(yè)機(jī)器人的性能特征影響著機(jī)器人的工作效率和可靠性。在設(shè)計(jì)和選用機(jī)器人時(shí)應(yīng)作效率和可靠性。在設(shè)計(jì)和選用機(jī)器人時(shí)應(yīng)考慮如下幾個(gè)性能指標(biāo)：考慮

45、如下幾個(gè)性能指標(biāo)： (1) (1) 自由度。自由度。自由度是衡量機(jī)器人技術(shù)水自由度是衡量機(jī)器人技術(shù)水平的主要指標(biāo)。所謂自由度，是指運(yùn)動(dòng)件相平的主要指標(biāo)。所謂自由度，是指運(yùn)動(dòng)件相對(duì)于固定坐標(biāo)系所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。對(duì)于固定坐標(biāo)系所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。 每個(gè)自由度需要一個(gè)伺服軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因而每個(gè)自由度需要一個(gè)伺服軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因而自由度數(shù)越高，機(jī)器人可以完成的動(dòng)作越復(fù)自由度數(shù)越高，機(jī)器人可以完成的動(dòng)作越復(fù)雜，通用性越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也越廣，但相應(yīng)雜，通用性越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也越廣，但相應(yīng)地帶來的技術(shù)困難也越大。一般情況下，地帶來的技術(shù)困難也越大。一般情況下，通通用工業(yè)機(jī)器人有用工業(yè)機(jī)器人有3 36 6個(gè)自由度。個(gè)自

46、由度。 (2) (2) 工作空間。工作空間。工作空間是指機(jī)器人應(yīng)用手工作空間是指機(jī)器人應(yīng)用手爪進(jìn)行工作的空間范圍。機(jī)器人的工作空間爪進(jìn)行工作的空間范圍。機(jī)器人的工作空間取決于機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式和每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)取決于機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式和每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍。范圍。 圖圖4-104-10中分別畫出了各類機(jī)器人的工作空間，中分別畫出了各類機(jī)器人的工作空間，其中直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間是一個(gè)其中直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間是一個(gè)矩形矩形空間空間，圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間是一，圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間是一圓柱圓柱體體，而球坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間是一個(gè)，而球坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間是一個(gè)球體球體。 (3) (3) 提取重

47、力提取重力。機(jī)器人提取的重力是反映其。機(jī)器人提取的重力是反映其負(fù)載能力的一個(gè)參數(shù)，根據(jù)提取重力的不同，負(fù)載能力的一個(gè)參數(shù)，根據(jù)提取重力的不同，可將機(jī)器人大致分為：可將機(jī)器人大致分為： 微型機(jī)器人，提取微型機(jī)器人，提取重力在重力在10 N10 N以下；以下； 小型機(jī)器人，小型機(jī)器人， 提取重力為提取重力為101050 N50 N； 中型機(jī)器人，中型機(jī)器人， 提取重力為提取重力為5050300 N300 N； 大型機(jī)器人，大型機(jī)器人， 提取重力為提取重力為300300500 N500 N； 重型機(jī)器人，重型機(jī)器人，提取重力在提取重力在500 N500 N以上。目以上。目前實(shí)際應(yīng)用機(jī)器人一般為中、小

48、型機(jī)器人。前實(shí)際應(yīng)用機(jī)器人一般為中、小型機(jī)器人。 (4) (4) 運(yùn)動(dòng)速度。運(yùn)動(dòng)速度。 運(yùn)動(dòng)速度影響機(jī)器人的工作效率，它與機(jī)器運(yùn)動(dòng)速度影響機(jī)器人的工作效率，它與機(jī)器人所人所提取的重力和位置精度均有密切的關(guān)系提取的重力和位置精度均有密切的關(guān)系。運(yùn)動(dòng)速度高，機(jī)器人所承受的動(dòng)載荷增大，運(yùn)動(dòng)速度高，機(jī)器人所承受的動(dòng)載荷增大，必將在加減速時(shí)承受較大的慣性力，影響機(jī)必將在加減速時(shí)承受較大的慣性力，影響機(jī)器人的工作平穩(wěn)性和位置精度。就目前的技器人的工作平穩(wěn)性和位置精度。就目前的技術(shù)水平而言，通用機(jī)器人的最大直線運(yùn)動(dòng)速術(shù)水平而言，通用機(jī)器人的最大直線運(yùn)動(dòng)速度大多在度大多在1000 mm/s1000 mm/s以

49、下。以下。 (5) (5) 位置精度。位置精度。 位置精度是衡量機(jī)器人工作質(zhì)量的又一技術(shù)位置精度是衡量機(jī)器人工作質(zhì)量的又一技術(shù)指標(biāo)。位置精度的高低取決于位置控制方式指標(biāo)。位置精度的高低取決于位置控制方式以及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件本身的精度和剛度，此以及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件本身的精度和剛度，此外還與提取重力和運(yùn)動(dòng)速度等因素有密切的外還與提取重力和運(yùn)動(dòng)速度等因素有密切的關(guān)系。關(guān)系。 5. 5. 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu) 1) 1) 工業(yè)機(jī)器人的手部結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人的手部結(jié)構(gòu) 工業(yè)機(jī)器人的手部是直接用于抓取和握緊工業(yè)機(jī)器人的手部是直接用于抓取和握緊( (或吸附或吸附) )工件或夾緊專用工具進(jìn)行操作的

50、部工件或夾緊專用工具進(jìn)行操作的部件。它安裝在機(jī)器人手臂的前端，具有模仿件。它安裝在機(jī)器人手臂的前端，具有模仿人手動(dòng)作的功能。人手動(dòng)作的功能。 由于被握持工件的形狀、尺寸、質(zhì)量、材料由于被握持工件的形狀、尺寸、質(zhì)量、材料性能以及表面形狀不同，故工業(yè)機(jī)器人的手性能以及表面形狀不同，故工業(yè)機(jī)器人的手部結(jié)構(gòu)多種多樣，大部分手部結(jié)構(gòu)都是根據(jù)部結(jié)構(gòu)多種多樣，大部分手部結(jié)構(gòu)都是根據(jù)特定的工作要求而專門設(shè)計(jì)的，它們不僅結(jié)特定的工作要求而專門設(shè)計(jì)的，它們不僅結(jié)構(gòu)形式不完全相同，其工作原理也并不一樣。構(gòu)形式不完全相同，其工作原理也并不一樣。如按握持工件的原理分，如按握持工件的原理分，機(jī)器人的手部可大機(jī)器人的手部可

51、大致分為致分為夾持式夾持式和和吸附式吸附式兩大類。兩大類。 夾持式手部是利用夾鉗的開閉來夾緊和抓取夾持式手部是利用夾鉗的開閉來夾緊和抓取工件的，按其結(jié)構(gòu)又分為兩指或多指、回轉(zhuǎn)工件的，按其結(jié)構(gòu)又分為兩指或多指、回轉(zhuǎn)和平移、外夾和內(nèi)撐等多種形式。和平移、外夾和內(nèi)撐等多種形式。吸附式手吸附式手部又分為氣吸式和磁吸式：部又分為氣吸式和磁吸式：氣吸式手部利用氣吸式手部利用真空吸力及負(fù)壓吸力吸持工件，它適用于抓真空吸力及負(fù)壓吸力吸持工件，它適用于抓取薄片工件，通常吸盤由橡膠或塑料制成；取薄片工件，通常吸盤由橡膠或塑料制成；磁吸式手部利用電磁鐵和永久磁鐵的磁場(chǎng)力磁吸式手部利用電磁鐵和永久磁鐵的磁場(chǎng)力吸取具有

52、磁性物質(zhì)的小五金工件。吸取具有磁性物質(zhì)的小五金工件。 除此之外，在機(jī)器人腕部可直接安裝被視為除此之外，在機(jī)器人腕部可直接安裝被視為特殊手部的專用工具，如焊槍、噴槍、電動(dòng)特殊手部的專用工具，如焊槍、噴槍、電動(dòng)扳手、電鉆等。扳手、電鉆等。 2) 2) 手臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)手臂的機(jī)械結(jié)構(gòu) 手臂是機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的重要部件，它具有手臂是機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的重要部件，它具有前后伸縮、上下升降、左右擺動(dòng)或左右回轉(zhuǎn)等前后伸縮、上下升降、左右擺動(dòng)或左右回轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)功能。機(jī)器人手臂由大臂和小臂組成，小運(yùn)動(dòng)功能。機(jī)器人手臂由大臂和小臂組成，小臂只完成伸縮運(yùn)動(dòng)，大臂完成回轉(zhuǎn)、升降或上臂只完成伸縮運(yùn)動(dòng)，大臂完成回轉(zhuǎn)、升降或上下擺動(dòng)

53、運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人的大臂與機(jī)座連在一起，下擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人的大臂與機(jī)座連在一起，小臂前端裝有手腕和手部。若沒有手腕，可在小臂前端裝有手腕和手部。若沒有手腕，可在手臂前端直接安裝手部。手臂前端直接安裝手部。 手臂是支持手指和手腕部分的機(jī)構(gòu)，它不僅承手臂是支持手指和手腕部分的機(jī)構(gòu)，它不僅承受被抓取工件的物重，而且承受手部、手腕和受被抓取工件的物重，而且承受手部、手腕和手臂自身的重量。它的結(jié)構(gòu)性能、工作范圍、手臂自身的重量。它的結(jié)構(gòu)性能、工作范圍、承載能力和動(dòng)作精度直接影響機(jī)器人的工作性承載能力和動(dòng)作精度直接影響機(jī)器人的工作性能。因此，必須根據(jù)機(jī)器人的抓取物重、運(yùn)動(dòng)能。因此，必須根據(jù)機(jī)器人的抓取物重、運(yùn)動(dòng)

54、方式、自由度數(shù)和運(yùn)動(dòng)速度等要求來設(shè)計(jì)選擇方式、自由度數(shù)和運(yùn)動(dòng)速度等要求來設(shè)計(jì)選擇手臂的結(jié)構(gòu)形式。手臂的結(jié)構(gòu)形式。 機(jī)器人手臂有不同的結(jié)構(gòu)形式和驅(qū)動(dòng)方法。機(jī)器人手臂有不同的結(jié)構(gòu)形式和驅(qū)動(dòng)方法。常見的驅(qū)動(dòng)方式有氣壓驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、電常見的驅(qū)動(dòng)方式有氣壓驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、電力驅(qū)動(dòng)以及復(fù)合驅(qū)動(dòng)方式等。常用的運(yùn)動(dòng)形力驅(qū)動(dòng)以及復(fù)合驅(qū)動(dòng)方式等。常用的運(yùn)動(dòng)形式和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有：式和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有： (1) (1) 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直線運(yùn)動(dòng)液包括直線運(yùn)動(dòng)液( (氣氣) )壓缸、壓缸、絲桿螺母機(jī)構(gòu)、直線電動(dòng)機(jī)、鏈傳動(dòng)、直線絲桿螺母機(jī)構(gòu)、直線電動(dòng)機(jī)、鏈傳動(dòng)、直線液液( (氣氣) )壓缸加齒輪齒條機(jī)構(gòu)、絲桿螺母加花

55、壓缸加齒輪齒條機(jī)構(gòu)、絲桿螺母加花鍵導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等。鍵導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等。 (2) (2) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括葉片式擺動(dòng)液回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括葉片式擺動(dòng)液( (氣氣) )壓壓缸、直線液缸、直線液( (氣氣) )壓缸加齒輪齒條機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)壓缸加齒輪齒條機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)液液( (氣氣) )壓缸加行星機(jī)構(gòu)、直線液壓缸加行星機(jī)構(gòu)、直線液( (氣氣) )壓缸加壓缸加鏈條鏈輪機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)直線液鏈條鏈輪機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)直線液( (氣氣) )壓缸加擺桿壓缸加擺桿機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)等。 3) 3) 手腕的機(jī)械結(jié)構(gòu)手腕的機(jī)械結(jié)構(gòu) 手腕是連接手部和手臂的部件，起著調(diào)整手腕是連接手部和手臂的部件，起著調(diào)整和改變手部方位的作用和改變手部方位的作用( (見圖見圖

56、4-13)4-13)。 然而不是所有的機(jī)器人都有手腕部分。手腕然而不是所有的機(jī)器人都有手腕部分。手腕的設(shè)置增加了手臂的負(fù)荷，影響機(jī)器人的抓的設(shè)置增加了手臂的負(fù)荷，影響機(jī)器人的抓取能力和慣性矩。在設(shè)計(jì)機(jī)器人手腕時(shí)應(yīng)考取能力和慣性矩。在設(shè)計(jì)機(jī)器人手腕時(shí)應(yīng)考慮如下的兩個(gè)原則：慮如下的兩個(gè)原則： (1) (1) 凡是能由臂部完成的動(dòng)作，盡量不選凡是能由臂部完成的動(dòng)作，盡量不選取腕部，以使機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，取腕部，以使機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，降低成本且減輕重量，改善機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)降低成本且減輕重量，改善機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)性能。性能。 (2) (2) 在不得不使用手腕時(shí)，應(yīng)使腕部的結(jié)構(gòu)在不得不使用手

57、腕時(shí)，應(yīng)使腕部的結(jié)構(gòu)在保證動(dòng)作要求下盡量簡(jiǎn)單、緊湊和小巧。在保證動(dòng)作要求下盡量簡(jiǎn)單、緊湊和小巧。 機(jī)器人手腕的設(shè)計(jì)首先應(yīng)確定所要求的運(yùn)動(dòng)機(jī)器人手腕的設(shè)計(jì)首先應(yīng)確定所要求的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。手腕動(dòng)作一般是在手臂動(dòng)作確定之和動(dòng)作。手腕動(dòng)作一般是在手臂動(dòng)作確定之后，根據(jù)工件的上下料要求進(jìn)行確定的。手后，根據(jù)工件的上下料要求進(jìn)行確定的。手臂完成不了的動(dòng)作由手腕來完成，或同時(shí)考臂完成不了的動(dòng)作由手腕來完成，或同時(shí)考慮和分配手臂、手腕共同擔(dān)負(fù)的動(dòng)作。慮和分配手臂、手腕共同擔(dān)負(fù)的動(dòng)作。 手腕的機(jī)械結(jié)構(gòu)是根據(jù)它的運(yùn)動(dòng)要求來確定手腕的機(jī)械結(jié)構(gòu)是根據(jù)它的運(yùn)動(dòng)要求來確定的。對(duì)于手腕的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，多采用回轉(zhuǎn)液的。對(duì)于手腕的回

58、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，多采用回轉(zhuǎn)液( (氣氣) )壓缸或直線液壓缸或直線液( (氣氣) )壓缸加齒條的結(jié)構(gòu)形式。壓缸加齒條的結(jié)構(gòu)形式。 6. 6. 工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng) 1) 1) 機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成 機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成如圖機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成如圖4-144-14所示。所示。 (1) (1) 控制計(jì)算機(jī)：控制系統(tǒng)的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)，控制計(jì)算機(jī)：控制系統(tǒng)的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)，一般為微型機(jī)，微處理器有一般為微型機(jī)，微處理器有3232位、位、6464位等，位等，如奔騰系列如奔騰系列CPUCPU以及其他類型的以及其他類型的CPUCPU。 (2) (2) 示教盒：示教盒：設(shè)定示教機(jī)器

59、人的工作軌跡和設(shè)定示教機(jī)器人的工作軌跡和參數(shù)以及所有人機(jī)交互操作，擁有自己獨(dú)立的參數(shù)以及所有人機(jī)交互操作，擁有自己獨(dú)立的CPUCPU及存儲(chǔ)單元，與主計(jì)算機(jī)之間以串行通信及存儲(chǔ)單元，與主計(jì)算機(jī)之間以串行通信方式實(shí)現(xiàn)信息交互。方式實(shí)現(xiàn)信息交互。 (3) (3) 操作面板操作面板：由各種操作按鍵、狀態(tài)指示燈：由各種操作按鍵、狀態(tài)指示燈構(gòu)成，只完成基本操作功能。構(gòu)成，只完成基本操作功能。 (4) (4) 存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備：存儲(chǔ)機(jī)器人工作程序的外圍存：存儲(chǔ)機(jī)器人工作程序的外圍存儲(chǔ)器，分為硬盤和軟盤兩大類。儲(chǔ)器，分為硬盤和軟盤兩大類。 (5) (5) 數(shù)字和模擬量輸入輸出數(shù)字和模擬量輸入輸出：各種狀態(tài)和控

60、制：各種狀態(tài)和控制命令的輸入或輸出設(shè)備。命令的輸入或輸出設(shè)備。 (6) (6) 打印機(jī)接口打印機(jī)接口：記錄需要輸出的各種信息。：記錄需要輸出的各種信息。 (7) (7) 傳感器接口傳感器接口：用于信息的自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)：用于信息的自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人柔性控制，一般為力覺、觸覺和視覺傳機(jī)器人柔性控制，一般為力覺、觸覺和視覺傳感器。感器。 (8) (8) 軸控制器軸控制器：完成機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置、速度：完成機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置、速度和加速度的控制。和加速度的控制。 (9) (9) 輔助控制設(shè)備：用于配合機(jī)器人工作的輔助控制設(shè)備：用于配合機(jī)器人工作的輔助控制設(shè)備，如手爪變位器等。輔助控制設(shè)備，如手爪變位器等