1.工业机器人系统

工业机器人是一种功能完善、可独立运行的典型机电一体化设备，它有自身的控制器、驱动系统和操作界面，可对其进行手动、自动操作及编程，它能依靠自身的控制能力来实现所需要的功能。

广义的工业机器人系统包括机器人及其附属设备，系统总体分为机械系统和电气系统两大部分，如图2－1所示。

图2－1　工业机器人系统组成

工业机器人的机械部件主要包括机器人本体、变位机、末端工具等部分；控制系统主要包括控制器、驱动器（在控制柜中）、操作单元等。其中，机器人本体、控制器、驱动器、操作单元是机器人的基本组件，所有机器人都必须配备，其他属于可选部件，可由机器人生产厂商提供或自行设计、制造与生产。

在选配部件中，变位机是用于机器人或工件的整体移动或进行系统协同作业的附加装置，它可根据需要选配；末端工具，是安装在机器人手腕上的操作机构，与机器人的作业对象、作业要求密切相关；末端工具的种类繁多，一般需要由机器人制造厂和用户共同设计、制造与集成。

在电气控制系统中，上级控制器是用于机器人系统协同控制、管理的附加设备，既可用于机器人与机器人、机器人与变位机的协同作业控制，也可用于机器人和数控机床，机器人和自动生产线其他机电一体化设备的集中控制，此外，还可用于机器人的编程与调试。上级控制器同样可根据实际系统的需要选配。在柔性加工单元（FMC）、自动生产线等自动化设备上，上级控制器的功能也可直接由数控机床所配套的数控系统（CNC）、生产线控制用的PLC等承担。

2.工业机器人本体

机器人本体又称为操作机，它是用来完成各种作业的执行机构，包括机械部件及安装在机械部件上的驱动电机、传感器等。

机器人本体的形态各异，但绝大多数都是由若干关节和连杆连接而成。以常用的六轴串联垂直型工业机器人为例，本体的典型结构如图2－2所示。(www.daowen.com)

图2－2　工业机器人本体的典型结构

六轴串联垂直型工业机器人的本体主要组成部件包括手部、腕部、上臂、下臂、腰部、基座等，末端执行器需要用户根据具体作业的要求设计、制造，通常不属于机器人本体的范围。机器人的运动主要包括整体回转（腰关节）、下臂摆动（肩关节）、上臂摆动（肘关节）、腕回转和弯曲（腕关节）等。

（1）手部。机器人的手部用来安装末端执行器，它既可以安装类似人类的手爪，也可以安装吸盘或其他各种作业工具。手部是决定机器人作业灵活性的关键部件。

（2）腕部。腕部用来连接手部和手臂，起到支持手部的作用。腕部一般采用回转关节，通过腕部的回转，可改变末端执行器的姿态（作业方向）；在作业方向固定的机器人上，有时可省略腕部，用上臂直接连接手臂。

（3）上臂。上臂用来连接腕部和下臂。上臂可在下臂上摆动，以实现手腕大范围的上下（俯仰）运动。

（4）下臂。下臂用来连接上臂和腰部。下臂可在腰部上摆动，以实现手腕大范围的前后运动。

（5）腰部。腰部用来连接下臂和基座。腰部可以在基座上回转，以改变整个机器人的作业方向。腰部是机器人的关键部件，其结构刚性、回转范围、定位精度等直接决定了机器人的技术性能。

（6）基座。基座是整个机器人的支持部分，它必须有足够的刚性，以保证机器人运动平稳、固定牢固。

一般而言，同类机器人的基座、腰部、下臂、上臂结构基本统一，习惯上将其称为机身；机器人的腕部和手部结构，与机器人的末端执行器安装和作业要求密切相关，其形式多样，习惯上将其称为手腕。