1.2.1 工业机器人工作站的结构

1.2.1工业机器人工作站的结构LOGO1.2.1工业机器人工作站的结构1.工业机器人工作站的定义

工业机器人工作站也称为工业机器人集成系统或工业机器人工作系统，是指使用一台或多台机器人，配以相应的周边设备，用于完成某一特定工作任务的自动化生产系统。执行系统执行系统是机器人赖以完成各种作业的主体部分，主要由机器人本体、末端执行器以及滑台导轨等机构组成。驱动系统驱动系统是驱使工业机器人执行机构运动的电气设备。它按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人产生动作。传动系统传动系统有机械式、电气式、液压式、气动式和复合式等。目前工业机器人广泛采用的机械传动设备是减速器、同步带等。2.工业机器人工作站的总体结构

工业机器人工作站一般由工业机器人本体、机器人末端执行器、控制系统以及周边设备等部分组成。一个完整的工业机器人工作站可以分成三大部分或六大子系统。三大部分即机械部分、传感部分和控制部分。六大子系统包括执行系统、驱动系统、传动系统、控制系统、传感系统和智能交互系统。控制系统控制系统一般由工控机、PLC、伺服控制装置等组成，完成编程、示教/再现、信号处理、信息传递和协调等工作。传感系统传感系统由内部、外部传感器组成，用以获取内部或外部环境中的有用信息。智能交互系统智能交互系统包括机器人-环境交互系统和人机交互系统。前者用于机器人与外部环境中的设备进行联系与协调，后者用于操作人员机器人控制。2.工业机器人工作站的总体结构2.工业机器人工作站的总体结构2.工业机器人本体（1）机械臂：机械臂是工业机器人的机械主体，用来完成各种作业的执行。机械臂因作业任务不同而在结构形式和尺寸上存在差异，但其基本结构相似。其普遍采用关节型结构，类似人体的腰、肩和腕等结构，一般为4轴或6轴，通用的6轴机器人结构如图1-16所示。图1-16IRB120机械臂结构图2.工业机器人工作站的总体结构（2）控制柜：控制柜是根据指令及传感信息控制机械臂完成一定动作或作业任务的装置，相当于人的大脑，负责机器人系统的整体运算与控制。ABBIRC5控制柜外观如图1-17所示，控制柜正面主要有模式开关、急停开关、循环启动按钮、报警复位按键、电源指示灯、报警指示灯、USB接口、RS-232C串口等。图1-17IRC5控制柜外观图2.工业机器人工作站的总体结构（3）示教器：在现场编程条件下，机器人的运动操作需要使用示教器来实现，它主要由液晶屏幕和操作按键组成，可由操作者手持移动，它是机器人的人机交互接口。ABB机器人示教器外观如图1-18所示。图1-18ABB机器人示教器外观图3.末端执行器

末端执行器即工业机器人末端加载的工具，如手爪、吸盘、焊枪、喷枪等，其优劣将决定机器人应用的层次和深度。工业机器人本体实际上是一个机械臂，如六轴工业机器人本体，单独不能完成工作，需要安装机械手，并配以周边设备才能正常工作。工业机器人本体最后一个轴的机械接口通常为连接法兰，可安装不同的工具。如图1-19所示，它可能是用于抓取搬运的手爪或吸盘，也可能是用于喷漆的喷枪，用于焊接的焊枪，用于工件去毛刺的倒角工具，用于磨削的砂轮以及用于检测的测量工具等。图1-19工业机器人末端执行器示意图4.周边辅助设备工业机器人工作站常用周边辅助设备包括供料及送料设备、导轨行走设备、机器视觉设备、控制设备、仓储设备、安全设备和其他专用设备等。周边设备随应用场景的不同存在着较大差异。（1）供料及送料设备：供料、送料设备一般是指传输带、储料箱、货盘、供料机等为机器人供应、传送物料的设备。传输带是最常见的供料设备之一，分为滚轮传送带和皮带传送带两种。滚轮传送一般用于传送重量较大或速度较快的物品；皮带传送一般用于搬运不能振动或容易倒下的物品。4.周边辅助设备（2）导轨行走设备：导轨行走设备可以增加工业机器人的有效工作范围。采用线性滑台导轨可增加作业空间，如给多台设备、辅助工装、货品进行组合作业以及在大型部件上作业等。滑台导轨一般作为第7轴附加到机器人控制系统中，方便集中控制。4.周边辅助设备（3）机器视觉设备：机器视觉就是用相机代替人眼来做测量和判断。通过相机将被摄取目标转为图像信号，传送给专用的图像处理系统，对这些信号进行各种运算以抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场设备的动作。4.周边辅助设备（4）控制设备：可编程逻辑控制器（PLC）、触摸屏等常用工业控制和人机界面设备。（5）仓储设备：立体仓库是比较常用的仓储设备，