工業機械臂

機械臂是“ROBOT”一詞的中文譯名。由於影視宣傳和科幻小説的影響，人們往往把機械臂想像成外貌似人的機械和電子裝置。但事實並不是這樣，特別是工業機械臂，與人的外貌往往毫無相似之處。根據國家標準，工業機械臂定義為“其操作機是自動控制的，可重複編程、多用途，並可以對3個以上軸進行編程。它可以是固定式或者移動式。在工業自動化應用中使用”。操作機又定義為“是一種機器，其機構通常由一系列相互鉸接或相對滑動的構件所組成。它通常有幾個自由度，用以抓取或移動物體（工具或工件）。”所以對工業機械臂可能理解為：擬人手臂、手腕和手功能 的機械電子裝置；它可把任一物件或工具按空間位姿（位置和姿態）的時變要求進行移動，從而完成某一工業生產的作業要求。如夾持焊鉗或焊槍，對汽車或摩托車車體進行了點焊或弧焊；搬運壓鑄或衝壓成型的零件或構件；進行激光切割；噴塗；裝配機械零部件等等。

編程就是讓計算機為解決某個問題而使用某種程序設計語言編寫程序代碼，並最終得到結果的過程。為了使計算機能夠理解人的意圖，人類就必須要將需解決的問題的思路、方法、和手段通過計算機能夠理解的形式告訴計算機，使得計算機能夠根據人的指令一步一步去工作，完成某種特定的任務。這種人和計算機之間交流的過程就是編程。

為了解決使用機器語言編寫應用程序所帶來的一系列問題，人們首先想到了使用助記符號來代替不容易記憶的機器指令。這種助記符號來表示計算機指令的語言稱為符號語言，也稱彙編語言。在彙編語言中，每一條用符號來表示的彙編指令與計算機機器指令一一對應；記憶難度大大減少了，不僅易於檢查和修改程序錯誤，而且指令、數據的存放位置可以由計算機自動分配。用匯編語言編寫的程序稱為源程序，計算機不能直接識別和處理源程序，必須通過某種方法將它翻譯成為計算機能夠理解並執行的機器語言，執行這個翻譯工作的程序稱為彙編程序。 使用匯編語言編寫計算機程序，程序員仍然需要十分熟悉計算機系統的硬件結構，所以從程序設計本身上來看仍然是低效率的、煩瑣的。但正是由於彙編語言與計算機硬件系統關係密切，在某些特定的場合，如對時空效率要求很高的系統核心程序以及實時控制程序等，迄今為止彙編語言仍然是十分有效的程序設計工具。

工業機械臂目前還沒有統一的分類標準。根據不同的要求可進行不同的分類。

一、按驅動方式分

1．液壓式　液壓驅動機械臂通常由液動機（各種油缸、油馬達）、伺服閥、油泵、油箱等組成驅動系統，由驅動機械臂的執行機構進行工作。通常它具有很大的抓舉能力（高達幾百公斤以上），其特點是結構緊湊，動　作平穩，耐衝擊，耐振動，防爆性好，但液壓元件要求有較高的製造精度和密封性能，否則漏油將污染環境。

2．氣動式　其驅動系統通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機組成，其特點是氣源方便，動作迅速、結構簡單、造價較低、維修方便。但難以進行速度控制，氣壓不可太高，故抓舉能力較低。

3．電動式　電力驅動是目前機械臂使用得最多的一種驅動方式。其特點是電源方便，響應快，驅動力較大（關節型的持重已達400公斤），信號檢測、傳遞、處理方便，並可以採用多種靈活的控制方案。驅動電機一般採用步進電機，直流伺服電機以及交流伺服電機（其中交流伺服電機為目前主要的驅動形式）。由於電機速度高，通常採用減速機構（如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋行動和多杆式機構等）。目前，有些機械臂已開始採用無減速機構的大轉矩、低轉速的電機進行直接驅動（DD），這既可以使機構簡化，又可提高控制精度。

二、按用途分

⒈搬運機械臂　這種機械臂用途很廣，一般只需點位控制。即被搬運零件無嚴格的運動軌跡要求，只要求始點和終點位姿準確。如機牀上用的上下料器人，工件堆垛機械臂，注塑機配套用的機械等。

2．噴塗機械臂　這種機械臂多用於噴漆生產線上，重複位姿精度要求不高。但由於漆霧易燃，一般採用液壓驅動或交流伺服電機驅動。

3．焊接機械臂　這是目前使用最多的一類機械臂，它又可分為點焊和弧焊兩類。點焊機械臂負荷大基本介紹當提到機械人時，許多人會想到有手，有腳的人型機械.不過，　這類機械人往往出現在科幻電影，娛樂場所，展覽會和玩具店中，它們與工業用的機械人大不相同. 工業機械人（Industrial Robots）簡稱為IR，它們大多為簡單的操作設備，有時會被稱為機械臂，例如：進行簡單的提起或放下動作，在機器內放入或取出工件等.不過，亦有不少工業機械人可以完全用程式控制，並可進行不同類型工作，例如：尋找，運輸，握取，對準，裝配，檢驗等動作. 為了明確地描述工業機械人，美國機械人協會在1979年將機械人定義為一個可用程式控制，多功能的操作器，它透過程式控制和多變化的動作設計來移動材料，工件，工具或特別設備，以完成一連串的工作.所以，雖然許多工業機械人並非有人的形態，但只要它們符合機械人的定義，便可以稱為機械人.工業機械人雖然已被廣泛應用在多種製造行業內，但估計在不久將來還會有數以十萬計的工業機械人投入服務.現時，不少研究人員正為機械人研究如何加入視覺和感覺，令機械人可以完成更復雜的工作.而研究機械人的學問稱為機械人學。

4．裝配機械人 ；這燈機械臂要有較高的位姿精度，手腕具有較大的柔性。目前大多用於機電產品的裝配作業。

⒌專門用途的機械臂 如醫用護理機械臂、航天用機械臂、探海用機械臂以及排險作業機械臂等。

三、按操作機的位置機構形式和自由度數量分類

機械臂操作機的位置機構型式是機械臂重要的外形特徵，按這一類標準，機械臂可分為直角座標型，圓柱座標型，球（極）座標型、關節型機械臂（或擬人機械臂）。

操作機本身的軸數（自由度數）最能反應機械臂的工作能力，也是分類的重要依據。按這一分類要求，機械臂可分為4軸（自由度）、5軸（自由度）、6軸（自由度）、7軸（自由度）等機械臂。

還有其它多種分類方式。

基本介紹工業設計

工業機械人通常由六項基本元素所組成，包括：結構,臂端工具，電腦數碼控制器，驅動器，量度回輸系統和感應器。

動力系統是工業機械人在工作區內移動所需要的硬件，其中最重要的通常是機械臂.依據機械人的不同設計，它的各主軸會被設計為線性或旋轉移動.軸的數目代表一個機械

人有多少個方向能夠獨立自由移動，所以亦可以稱為「自由度」.假如體積相約，三個旋轉軸或自由度的機械人會有最大的工作範圍. 工業機械人通常有2至10軸或自由度.不過，大多數機械人的自由度約為5至6個