装配机器人的基本类型与结构介绍

装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备，由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成。其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等；控制器一般采用多CPU或多级计算机系统，实现运动控制和运动编程；末端执行器为适应不同的装配对象而设计成各种手爪和手腕等；传感系统用来获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。

常用的装配机器人主要有可编程通用装配操作手(Programmable Universal Manipula-tor forAssembly)即PUMA机器人（最早出现于1978年，工业机器人的祖始）和平面双关节型机器人即SCARA机器人两种类型。与一般工业机器人相比，装配机器人具有精度高、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套使用等特点，主要用于各种电器的制造行业。

美国Unimation公司1977年研制的PUMA是一种计算机控制的多关节装配机器人。一般有5或6个自由度，即腰、肩、肘的回转以及手腕的弯曲、旋转和扭转等功能（图1）。其控制系统由微型计算机、伺服系统、输入输出系统和外部设备组成。采用VALⅡ作为编程语言，例如语句“APPRO PART，50”表示手部运动到PART上方50mm处。PART的位置可以键入也可示教。VAL具有连续轨迹运动和矩阵变换的功能。

大量的装配作业是垂直向下的，它要求手爪的水平(X，Y)移动有较大的柔顺性，以补偿位置误差。而垂直(Z)移动以及绕水平轴转动则有较大的刚性，以便准确有力地装配。另外还要求绕Z轴转动有较大的柔顺性，以便于键或花键配合。日本山梨大学研制出SCARA机器人，它的结构特点满足了上述要求。其控制系统也比较简单，如SR-3000机器人采用微处理机对θ1、θ2、Z三轴（直流伺服电机）实现半闭环控制，对s轴（步进电机）进行开环控制。编程语言采用与BASIC相近的SERF。最新版本Level4具有坐标变换、直线和圆弧插补、任意速度设定、以文字命名的子程序以及检错等功能。SCARA机器人是目前应用较多的类型之一。

装配机器人主要用于各种电器制造（包括家用电器,如电视机、录音机、洗衣机、电冰箱、吸尘器）、小型电机、汽车及其部件、计算机、玩具、机电产品及其组件的装配等方面。