工业机器人内部结构及基本组成原理详解工业机器人详解你对工业机器人有着什么样的了解？关于工业机器人，我们过去也反反复复推送了很多的文章，在这一次，我们将尝试解决有关--- 在工业环境中使用的最常见的机器人和作业时经常会遇到的问题。

关于工业机器人定义什么可以被认为是一个工业机器人?什么不能被称为工业机器人？工业机器人直到最近才能避开这种混乱。

不是在工业环境中使用的每个机电设备都可以被认为是机器人。

根据国际标准组织的定义，工业机器人是一种可编程的三自由度或多轴自动控制的可编程多用途机械手。

这几乎是在谈论工业机器人时被接受的定义。

工业机器人自中年以来发生了什么变化？越来越多的工程师和企业家正在寻找越来越多的机器人技术，帮助在工业环境中优化工作流程的方式。

随着时代的发展和机器人技术的进步，机器人手臂必须为诸如仓储中使用的群组AGV 等新手铺路。

我们经常说典型的工业机器人由工具，工业机器人手臂，控制柜，控制面板，示教器以及其他外围设备组成。

那么这些是什么？这些部分通常都在一起，控制柜类似于机器人的大脑。

控制面板和示教器构成用户环境。

工具（也称为末端执行器）是为特定任务设计的设备（例如焊接或喷涂）。

机器人手臂基本上是移动工具的东西。

但并不是每个工业机器人都像一个手臂。

不同机器人有不同类型的结构。

控制面板--- 操作员使用控制面板来执行一些常规任务。

（例如：改变程序或控制外围设备）。

应用“机器人工人” --------------- 什么时候应该使用工业机器人而不是人工？相信这个问题大家思考的次数并不少了。

理想情况下，这应该是双赢的。

想快速看到效果，你需要知道什么是别人最不喜欢的工作。

想得最多的是那些重复的，乏味的工作，需要从工作人员那边进行大量单调的行动，这个思考是正确的，因为正是如此，例如从一个输送机到另一个输送机。

如果总是相同的任务，您可以使用专门针对您的需求量身定制的自动化解决方案。

工厂的工作处理需要越来越灵活，在这些情况下，正确的解决方案是：可以试用用于不同任务的可重新编程的机器人进行任务操作。

此外，就是那些对人类工作有害的任务。

（例如：用危险化学品进行表面处理，这是在有害环境中工作。

在许多情况下，长期使用机器人比聘用工人更聪明和便宜。

）当然，还有的是人类难以操作的工作。

（例如：举或搬运重物或在不适合人类生活的条件下工作。

）同样，在许多这些情况下，可以应用特定的自动化解决方案。

然而，如果任务需要灵活性处理，还需要考虑要用到的机器人。

以下是最常见的机器人应用程序列表：电弧焊、部件、涂层、去毛刺、压铸、造型、物料搬运、选择、码垛、打包、绘画、点焊、运输，仓储关于工业机器人的结构-- 如何构建机器人手臂？（这很重要）在本文中，将只列出工业机器人中使用的最常见的机器人结构类型。

（详细内容公众号历史记录在“机器人类型”部分深入介绍这些类型）。

所以有：笛卡尔、圆柱、球形、SCARA 、铰接臂、平行施工这些类型都有自己的优缺点。

有些更精确，有些可以提升较重的重量，有些则更便宜。

这也导致我们选择机器人时至少要考虑什么？分配给机器人的任务是什么？这个问题看起来觉得很愚蠢，但是也是因为它是很容易被忽略掉的部分，所以这个需要在这次文章中重点说一下。

（你应该考虑，因为它可以节省你很多钱。

也可以减少很多不必要的麻烦）例如：你已经知道你需要一个电弧焊机器人。

但是，您可以更深入地考虑这个是否有扩张的可能性？以后可能会有其他或稍微不同的任务可以分配给同一个机器人？也许同一个工业机器人手臂可以在不同的时间用不同的工具？还有技术支持。

您可能需要指导员工，获得软件更新，保修维护等。

需要考虑经销商应尽可能靠近您。

我们都知道，如果需要维护，机器人经销商所在的距离越远，停机时间越长，人员培训的费用就越高。

当然，也有例外，就像你有一个特定的任务，唯一可以提供一个机器人需要的是远的。

否则，你应该真正选择最接近你的机器人集成商。

检查所有需要的特定机器人操作的设施，你会在哪里放置？所有需要的连接是否都能正常使用？准备是否齐全？选择适合你的制造商。

在考虑技术支持和工厂时，也应该考虑在任务部分提到的同样的事情，尝试评估未来的可能性。

以下是最知名的工业机器人制造商名单：ABB 、Adept 技术、Asyst 技术、布鲁克斯自动化、DENSO 机器人、爱普生机器人、FANUC 机器人、Intelitek 、川崎重工业、库卡机器人、安川，莫托曼、Nachi 机器人系统、雷斯机器人、东芝机、史陶比尔工业机器人的基本组成人工智能发展，机器人距离我们越来越近，涉及我们的生活也越来越多。

研究表明，文化差异影响着人们对机器人的看法，西方人看到终结者，日本人看到”阿斯托男孩“。

教育水平与积极情绪之间也存在着相关性：教育水平越高，人们对机器人越感兴趣。

目前人们对机器人的看法总体上是保持积极的态度。

使用机器人使我们免于减少我们完全人为的能力的工作：将机器人整合到我们的经济中，以提高生产率，减少我们依赖采掘业，同时让人们不必花大部分时间来谋生。

古希腊人认为，“劳动” 是为了生存所需的重复工作，是在他们的尊严之下，这就是为什么他们确保这样的工作是由奴隶完成的。

摆脱这种负担，希腊公民大量发明了西方文明。

今天研发机器人以类似的方式为我们完成劳动，从而创造一个人类繁荣的新时代。

机器人对我们的生活影响已经那么大，但是你知道机器人的基本组成吗？机器人的种类很多，不同结构和用途的机器人其组成当然也不完全一样。

这里以工业机器人为例，介绍机器人的基本组成。

机器人的基本组成：机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成。

这三大部分又分成六个子系统。

分别为：驱动系统（给每个关节即每个运动自由度安置传动装置，使机器人运动起来，这就是驱动系统）机械结构系统（由机身、手臂、末端操作器三大件组成。

每一大件都有若干自由度，构成一个多自由度的机械系统）（如果机身具备行走机构便构成行走机器人，如果机身不具备行走及腰转机构，则构成单机器人臂）手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。

末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，可以是两手指或多手指的手爪，也可以是喷漆枪、焊枪等。

感受系统（获取内部和外部环境状态中有意义的信息。

提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准）机器人一环境交互系统（实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统）人机交互系统（人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置）控制系统（根据机器人的作业指令程序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）机器人设计包括机械结构设计，检查传感系统设计等，是机械、电子、检测、控制和计算机技术的综合应用。

清楚了解机器人的基本组成，更好地应用机器人完成工作。

工业机器人常用的气缸内部结构是怎样的？我们首先讲解下普通气缸的基本组成和原理: 气缸的组成缸体，活塞，密封圈，磁环（有传感器的气缸）原理: 压力空气使活塞移动，通过改变进气方向，改变活塞杆的移动方向。

失效形式: 活塞卡死，不动作；气缸无力，密封圈磨损，漏气。

典型气缸的结构和工作原理以气动系统中最常使用的单活塞杆双作用气缸为例来说明，气缸典型结构如下图所示。

它由缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。

双作用气缸内部被活塞分成两个腔。

有活塞杆腔称为有杆腔，无活塞杆腔称为无杆腔。

当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出；当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。

若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞实现往复直线运动。

普通双作用气缸1 、3－缓冲柱塞，2－活塞，4－缸筒，5－导向套，6－防尘圈，7－前端盖，8－气口，9－传感器，10 －活塞杆，11 －耐磨环，12 －密封圈，13 －后端盖，14－缓冲节流阀机械接触式无杆气缸的结构和工作原理机械接触式无杆气缸，其结构如下图 3 所示。

在气缸缸管轴向开有一条槽，活塞与滑块在槽上部移动。

为了防止泄漏及防尘需要，在开口部采用聚氨脂密封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上，活塞架穿过槽，把活塞与滑块连成一体。

活塞与滑块连接在一起，带动固定在滑块上的执行机构实现往复运动。

这种气缸的特点是：1) 与普通气缸相比，在同样行程下可缩小1/2 安装位置；2) 不需设置防转机构；3) 适用于缸径10〜80mm ,最大行程在缸径》40mm 时可达7m ; 4) 速度高，标准型可达0.1〜0.5m/s ;高速型可达到0.3〜 3.0m/s 。

其缺点是：1) 密封性能差，容易产生外泄漏。

在使用三位阀时必须选用中压式;2) 受负载力小，为了增加负载能力，必须增加导向机构。

机械接触式无杆气缸l －节流阀，2－缓冲柱塞，3 －密封带， 4 －防尘不锈钢带，5－活塞，6－滑块，7－活塞架磁性无杆气缸的结构和工作原理活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动，其结构如图 4 所示。

它的工作原理是：在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，具有很强的吸力。

当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动。

气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。

磁性无杆气缸1 －套筒，2 －外磁环， 3 －外磁导板，4－内磁环， 5 －内磁导板，6 －压盖，7 －卡环，8 －活塞，9 －活塞轴，10 －缓冲柱塞，11 －气缸筒，12 －端盖，13 －进、排气口齿轮齿条式摆动气缸的结构和工作原理齿轮齿条式摆动气缸是通过连接在活塞上的齿条使齿轮回转的一种摆动气缸，其结构原理如下图5 所示。

活塞仅作往复直线运动，摩擦损失少，齿轮传动的效率较高，此摆动气缸效率可达到95% 左右。

齿轮齿条式摆动气缸1 －齿条组件，2－弹簧柱销，3 －滑块，4－端盖，5－缸体，6 －轴承，7－轴，8 －活塞，9 －齿轮叶片式摆动气缸和工作原理单叶片式摆动气缸的结构原理如图6 所示。

它是由叶片轴转子（即输出轴）、定子、缸体和前后端盖等部分组成。

定子和缸体固定在一起，叶片和转子联在一起。

在定子上有两条气路，当左路进气时，右路排气，压缩空气推动叶片带动转子顺时针摆动。

反之，作逆时针摆动。

叶片式摆动气缸体积小，重量最轻，但制造精度要求高，密封困难，泄漏是较大，而且动密封接触面积大，密封件的摩擦阻力损失较大，输出效率较低，小于80% 。

因此，在应用上受到限制，一般只用在安装位置受到限制的场合，如夹具的回转，阀门开闭及工作台转位等。

单叶片式摆动气缸1－叶片，2 －转子，3－定子，4 －缸体气动手爪原理气动手爪这种执行元件是一种变型气缸。

它可以用来抓取物体，实现机械手各种动作。

在自动化系统中，气动手爪常应用在搬运、传送工件机构中抓取、拾放物体。