工業(yè)機器人的基本工作原理是怎樣的

（文章來源：東莞朝洪機器人）

一、機器人的基本工作原理，現在廣泛應用的工業(yè)機器人都屬于第一代機器人，它的基本工作原理是示教再現，如圖1-1所示。

示教也稱為導引，即由用戶引導機器人，一步步將實際任務操作一遍，機器人在引導過程中自動記憶示教的每個動作的位置、姿態(tài)、運動參數、工藝參數等，并自動生成一個連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序。完成示教后，只需給機器人一個啟動命令，機器人將精確地按示教動作，一步步完成全部操作，這就是示教與再現。

（1）機器人手臂的運動，機器人的機械臂是由數個剛性桿體和旋轉或移動的關節(jié)連接而成，是一個開環(huán)關節(jié)鏈，開鏈的一端固接在基座上，另一端是自由的安裝著末端執(zhí)行器（如焊槍），在機器人操作時，機器人手臂前端的末端執(zhí)行器必須與被加工工件處于相適應的位置和姿態(tài)，而這些位置和姿態(tài)是由若干個臂關節(jié)的運動合成的。

因此，機器人運動控制中，必須要知道機械臂各關節(jié)變量空間和末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)之間的關系，這就是機器人運動學模型。一臺機器人機械臂的幾何結構確定后，其運動學模型即可確定，這是機器人運動控制的基礎。

（2）機器人軌跡規(guī)劃，機器人機械手端部從起點的位置和姿態(tài)到終點的位置以及姿態(tài)的運動軌跡空間曲線叫做路徑。軌跡規(guī)劃的任務是用一種函數來“內插”或“逼近”給定的路徑，并沿時間軸產生一系列“控制設定點”，用于控制機械手運動。目前常用的軌跡規(guī)劃方法有空間關節(jié)插值法和笛卡爾空間規(guī)劃兩種方法。

（3）機器人機械手的控制，當一臺機器人機械手的動態(tài)運動方程已給定，它的控制目的就是按預定性能要求保持機械手的動態(tài)響應。但是，由于機器人機械手的慣性力、耦合反應力和重力負載都隨運動空間的變化而變化，因此要對它進行高精度、高速度、高動態(tài)品質的控制是相當復雜且困難的。目前工業(yè)機器人上采用的控制方法是把機械手上每一個關節(jié)都當做一個單獨的伺服機構，即把一個非線性的、關節(jié)間耦合的變負載系統(tǒng)，簡化為線性的非耦合單獨系統(tǒng)。