工業(yè)機(jī)器人是一個(gè)涉及多種技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，它廣泛用于汽車制造、機(jī)械加工、電子、能源、建筑及軍工、海洋等工業(yè)部門，主要從事噴漆、焊接、裝配、搬運(yùn)及一些特殊環(huán)境下的：=[作，成為生產(chǎn)線的主要組成部分，而倍受重視。
工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1—2所示。
機(jī)器人控制器cL相當(dāng)于人的大腦，是工業(yè)機(jī)器人的重要組成部分，它支配著工業(yè)機(jī)器人按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予工業(yè)機(jī)器人的指令信息(如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間等)，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出動(dòng)作命令。為了能快速精確地控制機(jī)器各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)作和位置，要求控制器能高速地進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換運(yùn)算。控制器的核心部件是微處理器，其控制程序采用容易使用的工業(yè)機(jī)器人專用語(yǔ)言。
伺服驅(qū)動(dòng)器sD用來(lái)驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)。工業(yè)機(jī)器人控制器發(fā)出臂(或手爪)的速度指令信號(hào)與測(cè)量出的實(shí)際速度信號(hào)相比較，比較后的差值加到伺服放大器的輸入端，經(jīng)過(guò)變流器的功率放大、變換與調(diào)控后，控制伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度，吏各臂平滑而快速地移動(dòng)到預(yù)定位置。
伺服電動(dòng)機(jī)sM作為工業(yè)機(jī)器人手臂和腰、腿的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，要求其體積小，質(zhì)量輕，且能產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩。目前在工業(yè)上使用的大多數(shù)機(jī)器人，是模擬人體手臂動(dòng)作的一種裝置，要求伺服電動(dòng)機(jī)安裝在各臂的軸上，驅(qū)動(dòng)各臂快速平滑移動(dòng)。為了減輕手臂的總體質(zhì)量，希望采用高性能稀土永磁伺服電動(dòng)機(jī)。目前，在工業(yè)機(jī)
器人伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，最常用的是Dc伺服電動(dòng)機(jī)(直流伺服電動(dòng)機(jī))和Ac伺服電動(dòng)機(jī)(交流伺服電動(dòng)機(jī))兩種，而Ac伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣，并終將取代DC伺服電動(dòng)機(jī)。
這里所說(shuō)的傳感器s，是指安裝在伺服電動(dòng)機(jī)軸非負(fù)載側(cè)的速度與位置檢測(cè)元件，用它來(lái)檢測(cè)伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角，從而進(jìn)行各軸的速度與位置控制。常用的傳感器有光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等。這些傳感器和電子技術(shù)相結(jié)合，才使得伺服電動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高精度的速度與位置控制成為可能。
工業(yè)機(jī)器人的手瓜H是用來(lái)抓取物件的。
工業(yè)機(jī)器人是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其驅(qū)動(dòng)部分最常用的是電氣伺服系統(tǒng)。這種電氣伺服系統(tǒng)能忠實(shí)地跟蹤控制命令，得到優(yōu)良的控制品質(zhì)。
概括地說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求如下：
1)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的輸出力矩和功率，以滿足各種條件下的工作要求。
2)能夠進(jìn)行頻繁的起、制動(dòng)，正、反轉(zhuǎn)切換等重復(fù)運(yùn)行。
3)能夠靈活方便地接受控制器的控制指令，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、速度及位置控制。
4)伺服系統(tǒng)應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，并能對(duì)控制命令進(jìn)行快速響應(yīng)。
5)運(yùn)動(dòng)部件的慣量要盡可能小些。
6)從整體上要求裝置的體積小，質(zhì)量輕。
7)便于維護(hù)。
從工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展歷史和不同的應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)看，驅(qū)動(dòng)源有電氣式、氣壓式和油壓式等三類。由于電氣式伺服驅(qū)動(dòng)容易獲得能量來(lái)源，干凈無(wú)污染，容易調(diào)控和變換，具有特別好的控制靈活性。隨著微電于技術(shù)、電力電子技術(shù)和特種電動(dòng)機(jī)材料技術(shù)的進(jìn)步，使電氣式伺服驅(qū)動(dòng)方式得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在電氣伺服驅(qū)動(dòng)方式中，常用的有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等。目前，交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成熟，并有產(chǎn)品出售。
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