一、工业机器人的工作原理是什么？
1. 焊接机器人的发展
目前市场上普遍应用的焊接机器人属于第一代工业机器人。它们的核心工作原理是示教再现。示教，也称作导引，指的是由操作者引导机器人完成一次实际工作的过程。在这个过程中，机器人会自动记录下每个动作的位置、姿态、运动参数和工艺参数，并生成一个连续执行所有操作的程序。示教完成后，只需下达启动命令，机器人就能精确地按照示教程序执行操作，从而完成整个工作流程。
2. 工业机器人的系统结构
一个通用的工业机器人通常由三个相互关联的部分组成：机械手总成、控制器和示教系统。机械手总成是机器人的执行机构，由驱动器、传动机构、机器人臂、关节、末端操作器和内部传感器等组成。它的主要任务是准确地确保末端操作器达到预期的位置和姿态，并执行相应的运动。
控制器是机器人的神经中枢，由计算机硬件、软件和一些专用电路构成。其软件包括控制器系统软件、机器人专用语言、运动学和动力学软件、控制软件、自诊断和保护功能软件等。控制器负责处理机器人在工作过程中的所有信息和控制其所有动作。
示教系统是机器人和人之间的交互接口。在示教过程中，它控制机器人的所有动作，并将相关信息传输到控制器的存储器中。本质上，它是一个专用的智能终端。
3. 机器人手臂的运动学
机器人的机械臂由数个刚性杆体通过旋转或移动的关节串联而成，形成一个开环关节链。机械臂的一端固定在基座上，另一端则是自由的，并配备有末端操作器（例如焊枪）。为了使末端操作器能够与加工工件处于适当的位置和姿态，必须合成机器人手臂各关节的运动。因此，在机器人运动控制中，需要了解机械臂各关节变量空间与末端操作器的位置和姿态之间的关系，这就是机器人运动学模型。
一旦机器人的机械臂几何结构确定，其运动学模型也就确定了，这是机器人运动控制的基础。机器人手臂运动学中的两个基本问题包括：
- 对给定机械臂，已知各关节角矢量，求末端操作器相对于参考坐标系的位置和姿态，这被称为运动学正问题。在机器人示教过程中，控制器会逐点进行运动学正问题的运算。
- 对给定机械臂，已知末端操作器在参考坐标系中的期望位置和姿态，求各关节矢量，这被称为运动学逆问题。在机器人再现过程中，需要解决的是运动学逆问题。
二、工业机器人的注意事项
工业机器人操作注意事项!
1、在操作上下料机器人之前一定要注意检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿开机，并且要检查供电电压是否符合，前后安全门开关是否正常。
2、验证电动机的转方向是否一致，然后打开电源。
3、在工业机器人需要拆除的时候，其中对关掉射出机电源;关掉机械手电源;关掉机械手气压源。
4、洩除空压。放松引拔气缸固定板固定螺丝，并移动手臂，移动缓冲器座，使其靠近手臂。
5、旋紧引拔气缸固定板，让手臂不能移动。将旋转安全螺丝锁好，使机械手不能旋转等。
这些细节方面的问题都应该注意工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),机械手控制器系统也跟着向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化。
器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修，达到虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。
由于工业机器人系统复杂而且危险性大，在练习期间，对机器人进行任何操作都必须注意安全。无论什么时候进入工业机器人工作范围都可能导致严重的伤害，只有经过培训认证的人员才可以进入该区域。
以下的工业机器人注意事项和安全守则必须遵守：
• 万一发生火灾，请使用二氧化碳灭火器。
• 急停开关(E-Stop)不允许被短接。
• 机器人处于自动模式时，任何人员都不允许进入其运动所及的区域。
• 在任何情况下，不要使用工业机器人原始启动盘，用复制盘。
• 机器人停机时，夹具上不应置物，必须空机。
• 工业机器人在发生意外或运行不正常等情况下，均可使用E-Stop键，停止运行。
• 因为机器人在自动状态下，即使运行速度非常低，其动量仍很大，所以在进行编程、测试及维修等工作时，必须将机器人置于手动模式。
• 气路系统中的压力可达 0.6MP，任何相关检修都要切断气源。
• 在手动模式下调试工业机器人，如果不需要移动机器人时，必须及时释放使能器(Enable Device)。
• 调试人员进入机器人工作区域时，必须随身携带示教器，以防他人误操作
•在得到停电通知时，要预先关断机器人的主电源及气源。
• 突然停电后，要赶在来电之前预先关闭机器人的主电源开关，并及时取下夹具上的工件。
• 维修人员必须保管工业好机器人钥匙，严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统，随意翻阅或修改程序及参数。
三、工业机器人的组成
工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人—环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
1、机械结构系统
从机械结构来看，工业机器人总体上分为串联机器人和并联机器人。串联机器人的特点是一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点，而并联机器人一个轴运动则不会改变另一个轴的坐标原点。早期的工业机器人都是采用串联机构。并联机构定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。
2、驱动系统
驱动系统是向机械结构系统提供动力的装置。根据动力源不同，驱动系统的传动方式分为液压式、气压式、电气式和机械式4种。早期的工业机器人采用液压驱动。由于液压系统存在泄露、噪声和低速不稳定等问题，并且功率单元笨重和昂贵，目前只有大型重载机器人、并联加工机器人和一些特殊应用场合使用液压驱动的工业机器人。
3、感知系统
机器人感知系统把机器人各种内部状态信息和环境信息从信号转变为机器人自身或者机器人之间能够理解和应用的数据和信息，除了需要感知与自身工作状态相关的机械量，如位移、速度和力等，视觉感知技术是工业机器人感知的一个重要方面。
视觉伺服系统将视觉信息作为反馈信号，用于控制调整机器人的位置和姿态。机器视觉系统还在质量检测、识别工件、食品分拣、包装的各个方面得到了广泛应用。感知系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水平。
4、机器人—环境交互系统
机器人—环境交互系统是实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。当然也可以是多台机器人集成为一个去执行复杂任务的功能单元。
5、人机交互系统
人机交互系统是人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置。例如：计算机的标准终端、指令控制台、信息显示板、危险信号报警器等。
6、控制系统
控制系统的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号，支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。如果机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式可分为点位控制和连续轨迹控制。
工业机器人的应用：
1、在码垛方面的应用
在各类工厂的码垛方面，自动化极高的机器人被广泛应用，人工码垛工作强度大，耗费人力，员工不仅需要承受巨大的压力，而且工作效率低。
搬运机器人能够根据搬运物件的特点，以及搬运物件所归类的地方，在保持其形状的和物件的性质不变的基础上，进行高效的分类搬运，使得装箱设备每小时能够完成数百块的码垛任务。在生产线上下料、集装箱的搬运等方面发挥极其重要的作用。
2、在焊接方面的应用
焊接机器人主要承担焊接工作，不同的工业类型有着不同的工业需求，所以常见的焊接机器人有点焊机器人、弧焊机器人、激光机器人等。汽车制造行业是焊接机器人应用最广泛的行业，在焊接难度、焊接数量、焊接质量等方面就有着人工焊接无法比拟的优势。
3、在装配方面的应用
在工业生产中，零件的装配是一项工程量极大的工作，需要大量的劳动力，曾经的人力装配因为出错率高，效率低而逐渐被工业机器人代替。装配机器人的研发，结合了多种技术，包括通讯技术、自动控制、光学原理、微电子技术等。
研发人员根据装配流程，编写合适的程序，应用于具体的装配工作。装配机器人的最大特点，就是安装精度高、灵活性大、耐用程度高。因为装配工作复杂精细，所以我们选用装配机器人来进行电子零件，汽车精细部件的安装。
4、在检测方面的应用
机器人具有多维度的附加功能。它能够代替工作人员在特殊岗位上的工作，比如在高危领域如核污染区域、有毒区域、核污染区域、高危未知区域进行探测。还有人类无法具体到达的地方，如病人患病部位的探测、工业瑕疵的探测、在地震救灾现场的生命探测等均有建树。
以上内容参考：百度百科-工业机器人
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