工业机器人系统一般包括机械系统、伺服驱动系统、感知系统和控制系统四大组成部分，四个部分密切结合，构成一套闭环控制系统，其原理框图如图8-7所示。

图8-7　工业机器人系统组成框图

1.工业机器人机械系统

工业机器人机械系统一般由基座、腰部、臂部、腕部、手部（也称为末端执行器）组成，机器人机械系统也称为机器人本体，如图8-8所示。

图8-8　工业机器人机械系统组成

2.工业机器人伺服驱动系统

工业机器人的伺服驱动系统是将电能或其他形式的能转换为机械能的动力装置，根据驱动源的不同，伺服驱动系统可以分为电气驱动、气压驱动和液压驱动三种类型。

电气驱动是目前工业机器人中普遍采用的驱动形式，它通过减速器减速后驱动运动机构，结构简单紧凑。根据驱动电动机的不同，工业机器人可以分为步进电动机驱动、直流伺服电动机驱动和交流伺服电动机驱动三种类型。

液压驱动系统动力大，负载能力强，适用于重载搬运和零部件抓取的机器人。

气压驱动是利用气压动力驱动工业机器人系统运动，一般由活塞和控制阀组成，适用于中小负荷的机器人使用，其结构简单、响应速度快、价格低、维护方便，但气体具有压缩性，其工作时稳定性较差。

3.工业机器人感知系统(www.daowen.com)

工业机器人感知系统是由内部传感器和外部传感器组成，它可将机器人的各种内部状态信息及外部环境信息转换为机器人能够识别的数据，提供给控制系统作出决策。

内部传感器主要用于测量和反馈内部变量，如速度传感器、位置传感器、力觉传感器等。

外部传感器用于检测机器人周围的环境状态，如视觉传感器、接近程度传感器、触觉传感器、温度传感器等。外部传感器可使机器人具有一定的自校正能力及适应环境变化的能力，能赋予机器人一定的智能。

4.工业机器人控制系统

工业机器人控制系统是工业机器人的核心装置，是机器人的指挥调度机构。控制系统的主要任务是根据机器人的作业指令程序以及从感知系统反馈回来的信号，控制机器人执行机构完成规定的运动和动作，包括运动中的位置控制、姿态控制、轨迹控制及操作顺序等。控制系统一般应具有示教功能、通信功能、记忆功能、坐标设置功能、故障诊断及保护功能、位置控制功能、人机交互功能。

工业机器人控制系统按照控制方式可分为集控式、主从式、分散式三种。分散式控制系统的结构如图8-9所示。

图8-9　分散式控制系统结构图

分散式控制系统分为几个模块，每个模块各有不同的控制任务和控制策略，各模块之间可以是主从关系，也可以是并行关系。这种方式实时性好，能够实现高速、高精度控制，易于扩展，是目前工业机器人系统普遍采用的结构。

此处使用CHL-JC-01-A流水线教学工作站作为实践对象。工作站各组成部分主要包括3D轨迹版、流水线工作台、刀具库、操作面板、空气压缩机、配电箱、安全防护栏等，如图8-10所示。

图8-10　CHL-JC-01-A工业机器人工作站