1. 工业机器人的组成及各部分关系概述
它主要由机械系统(执行系统、驱动系统)、控制检测系统及智能系统组成。
A、 执行系统：执行系统是工业机器人完成抓取工件，实现各种运动所必需
的机械部件，它包括手部、腕部、机身等。
（1） 手部：又称手爪或抓取机构，它直接抓取工件或夹具。
（2） 腕部：又称手腕，是连接手部和臂部的部件，其作用是调整或改变手部的工作方位。
（3） 臂部：是支承腕部的部件，作用是承受工件的负荷，并把它传递到预定的位置。
（4） 机身：是支承手臂的部件，其作用是带动臂部自转、升降或俯仰运动。
B、 驱动系统：为执行系统各部件提供动力，并驱动其动力的装置。常用的
机械传动、液压传动、气压传动和电传动。
C、 控制系统：通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要求进行工作，当发生错误或故障时发出报警信号。
D、 检测系统：作用是通过各种检测装置、传感装置检测执行机构的运动情况，根据需要反馈给控制系统，与设定进行比较，以保证运动符合要求。
2工业机器人的设计分析
2.1 设计要求
综合运用所学知识,搜集有关资料独立完成三自由度圆柱坐标型工业机器人操作机和驱动单元
的设计工作。
2.2 总体方案拟定
在工业机器人的诸多功能中，抓取和移动是最主要的功能。这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。本次设计就是在这一思维下展开的。根据设计内容和需求确定圆柱坐标型工业机器人，利用步进电机驱动和谐波齿轮传动来实现机器人的旋转运动；利用另一台步进电机驱动滚珠丝杠旋转，从而使与滚珠丝杠螺母副固连在一起的手臂实现上下运动；考虑到本设计中的机器人工作范围不大，故利用液压缸驱动实现手臂的伸缩运动；末端夹持器则采用内撑连杆杠杆式夹持器，用小型液压缸驱动夹紧。
3 工业机器人的运动系统分析
3.1. 机器人的运动概述
工业机器人的运动，可从工业机器人的自由度，工作空间和机械结构类型等三方面来讨论。
工业机器人机构的简图
a．工业机器人的运动自由度
所谓机器人的运动自由度是指确定一个机器人操作位置时所需要的独立运动参数的数目，它是表示机器人动作灵活程度的参数。
本设计的工业机器人具有四转动副和移动副两种运动副，具有手臂伸降，旋转，前后往复三自由度。
b．机器人的工作空间和机械结构类型
（1）工作空间 工作空间是指机器人正常运行时，手部参考点能在空间活动的最大范围，是机器人的主要技术参数。
（2）机械结构类型
圆柱坐标型为本设计所采用方案，这种运动形式是通过一个转动，两个移动，共三个自由度组成的运动系统（代号RPP），工作空间图形为圆柱形。它与直角坐标型比较，在相同的工作条件下，机体占体积小，而运动范围大。
3.2 机器人的运动过程分析
工业机器人的运动过程中各动作如图3和表3。
图3
表3
机器人开机，处于A位 | 工步一 |
手臂上升 | 工步二，工步七，工步十三 |
旋转至B位 | 工步三 |
手臂伸出 | 工步四, 工步十 |
手臂下降 | 工步五，工步十一 |
夹紧工件 | 工步六 |
手臂收缩 | 工步八，工步十四 |
旋转至C位 | 工步九 |
放松工件 | 工步十二 |
实现运动过程中的各工步是由工业机器人的控制系统和各种检测原件来实现的，这里尤其要强调的是机器人对工件的定位夹紧的准确性，这是本次设计成败之关键所在。
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