Page 199 - 机械设计制造与自动化技术研究

第七章 工业机器人

处理板和编程示教盒等。机器人控制器（RC）和编程示教盒通过串口 /CAN 总
线进行通信。机器人控制器（RC）的主计算机完成机器人的运动规划、插补和
位置伺服以及主控逻辑、数字 I/0，传感器处理等功能，而编程示教盒则完成信

息的显示和按键的输入。
二是模块化、层次化的控制器软件系统；软件系统建立在基于开源的实时多
任务操作系统 Linux 上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。
整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分

别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功
能相对独立的模块组成，这些功能模块相互协作，共同实现该层次所提供的功能。
三是机器人故障诊断与安全维护技术：通过利用各种信息，对机器人故障进
行诊断，并进行相应维护，这是保证机器人安全性、可靠性、适用性的关键技术。

四是网络化机器人控制器技术：目前工业机器人的应用工程由单台机器人工
作站向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越普及和越来越重
要。工业机器人控制器上应当具有串口、现场总线和以太网的联网功能，可用于
不同机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通信，便于对整个机器人生产

线进行监控、诊断和管理。

二、典型工业机器人

工业机器人通常由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机

座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业
机器人有 3~6 个运动自由度，其中腕部通常有 1~3 个运动自由度；驱动系统包括
动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的
程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制工业机器人按臂部的运动

形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可
作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部
有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分为点位型和连续轨迹型。点

位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一
般物料的搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用
于连续焊接和涂装等作业。

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