工業(yè)機器人是什么，機器人系統(tǒng)重要性？

       工業(yè)機器人，實際上只是一種叫法而已，嚴格來講，和“人”相隔十萬八千里，說是“手”還差不多，就是一種模仿人手的機械臂而已，應該要叫做”工業(yè)機械手“才是正確。

       人的手臂有7個自由度，可以滿足生活和工作中的扭捏，抓取，傳遞，提升，下放等動作，因為有靈活的手臂和機靈的大腦，所以人類能在動手方面超過了其他動物，成為萬物之首。從早期的打獵，種養(yǎng)，到后來的手工業(yè)和社會化分工生產，幾乎都是靠人手來完成的，證明了人手是“上帝”賦給人類最重要的執(zhí)行裝置，能勝任這個世界上幾乎任何復雜性的工作。

       但是工業(yè)生產這種工作，的確是太累人了，工人對于這種重復性的動作很反感，因為枯燥無味，肌肉酸痛，如果不是為了養(yǎng)生糊口，還真沒有人愿意在工廠里邊上班。隨著物質生產的豐富和社會生活改善進步，愿意從事重復性工作的人越來越少，企業(yè)出現了“用工荒”，老板只好讓工程師們想辦法設計出自動化水平高點的設備來替代工人，簡單的變形，加熱，加壓，壓膜等工藝傳統(tǒng)的機器可以完成了，但是對于一些裝配，堆垛，噴涂，打磨等工藝，靠以往的機器設備是滿足不了要求的，所以工程師們模仿人手來設計了一種可以控制的機械手臂，就是工業(yè)機械手，也被普通人叫成工業(yè)機器人。

       自由度，是機構在工作運動時候能獨立運動的數目，上邊說到了，人手有7個自由度，機械手要模仿人，理論上也應該需要有7個自由度。自由在工業(yè)控制上也稱為“軸”，可以簡單理解成一個獨立的電機控制系統(tǒng)，不同的軸需要有不同的電機和控制系統(tǒng)。幾個軸之間可以單獨獨立行動，也可以互相聯合起來運動，一個快點，一個慢點。

       機器人的控制系統(tǒng)是工業(yè)機器人的大腦，由“大腦”控制，輸入各種指令，機械手再由接收的信號，作出各種動作，最終完成作業(yè)的流程，工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)特點：

       1、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)硬件結構

       控制器是機器人系統(tǒng)的核心，國外有關公司對我國實行嚴密封鎖。近年來隨著微電子技術的發(fā)展，微處理器的性能越來越高，而價格則越來越便宜，目前市場上已經出現了1-2美金的32位微處理器。高性價比的微處理器為機器人控制器帶來了新的發(fā)展機遇，使開發(fā)低成本、高性能的機器人控制器成為可能。為了保證系統(tǒng)具有足夠的計算與存儲能力，目前機器人控制器多采用計算能力較強的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片組成。

       此外，由于已有的通用芯片在功能和性能上不能完全滿足某些機器人系統(tǒng)在價格、性能、集成度和接口等方面的要求，這就產生了機器人系統(tǒng)對SoC(Systemon Chip)技術的需求，將特定的處理器與所需要的接口集成在一起，可簡化系統(tǒng)外圍電路的設計，縮小系統(tǒng)尺寸，并降低成本。

       2、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)體系結構

       在控制器體系結構方面，其研究重點是功能劃分和功能之間信息交換的規(guī)范。在開放式控制器體系結構研究方面，有兩種基本結構，一種是基于硬件層次劃分的結構，該類型結構比較簡單，在日本，體系結構以硬件為基礎來劃分，如三菱重工株式會社將其生產的PA210可攜帶式通用智能臂式機器人的結構劃分為五層結構；另一種是基于功能劃分的結構，它將軟硬件一同考慮，其是機器人控制器體系結構研究和發(fā)展的方向。

       3、控制軟件開發(fā)環(huán)境

       在機器人軟件開發(fā)環(huán)境方面，一般工業(yè)機器人公司都有自己獨立的開發(fā)環(huán)境和獨立的機器人編程語言

       4、機器人伺服通信總線技術

       目前國際上還沒有專用于機器人系統(tǒng)中的伺服通信總線，在實際應用過程中，通常根據系統(tǒng)需求，把常用的一些總線，如以太網、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用于機器人系統(tǒng)中。當前大部分通信控制總線可以歸納為兩類，即基于RS-485和線驅動技術的串行總線技術和基于實時工業(yè)以太網的高速串行總線技術。