关节机器人：工业领域的自动化作业好帮手
http://www.xinxi1368.com/hangye/UploadFiles_3492/202402/2024021416382602.jpg什么是关节机器人？
关节机器人，也称为关节臂机器人或关节机械臂，是当今工业领域最常见的工业机器人形式之一。适用于许多工业领域的机械自动化操作，如自动装配、喷漆、搬运、焊接等。
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关节机器人的分类
关节机器人的摆动方向有两种类型：铅垂方向和水平方向，因此这种类型的机器人可分为垂直关节机器人和水平关节机器人。
如上图所示，垂直关节机器人模拟了人类手臂的功能，由垂直于地面的腰部旋转轴（相当于上臂的肩部旋转轴）、驱动下臂旋转的肘部旋转轴和前臂前部的手腕组成。手腕通常由 2~3 个自由度组成。它的作用空间类似于一个球体，因此也被称为多关节球形机器人。
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优点是它可以在三维空间中自由实现各种姿势，并且可以生成各种复杂形状的轨迹。相对于机器人的安装区域。它具有广泛的运动范围。
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缺点是结构刚度低，动作的绝对位置精度低。它广泛用于代替人完成装配作业、货物装卸、弧焊、喷涂、点焊等作业。
如上图所示，水平关节机器人有两个手臂，可以在水平面上串联配置旋转，其自由度可以根据用途选择 2~4，动作空间为圆柱体。
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水平铰接机器人的优点是在垂直方向上具有良好的刚度，可以轻松实现在二维平面上的动作，在装配作业中得到广泛应用。
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此外，还可以根据关节机器人的工作性质进行分类，又可分为多种，如：搬运机器人、点焊机器人、弧焊机器人、喷漆机器人、激光切割机器人等。
关节机器人的优缺点
关节机器人的优势
1） 结构紧凑，工作范围大，安装占地面积小。
2） 它具有很高的可访问性。铰接式机器人可以将手伸入车身等封闭空间工作，而笛卡尔机器人则不能执行此类工作。
3） 因为没有活动接头，所以不需要导轨。旋转接头易于密封，并且由于轴承部件是批量生产的标准件，因此摩擦小，惯性小，可靠性好。
4） 所需的接头驱动扭矩小，能耗小。
5） 替换大量不适合人工完成且对健康有害的复杂工作。
关节机器人的缺点
1）肘关节和肩关节的轴线平行，当大小臂伸展成一条直线时，虽然可以达到较远的工作点，但机器人的结构刚度相对较低。
2） 机器人手在工作范围的边界上工作时具有运动学退行行为。
3） 价格高，导致初始投资成本高。
六轴多关节机器人的运动模式
六轴工业机器人作为应用最广泛的工业机器人类型，具有灵活性高、负载大、定位精度高等诸多优点。FANUC 机器人 R-2000 iB 详细解释了六个轴的相应路径。
J1 旋转 （S 轴）。
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J2 下臂（L 轴）。
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J3 上臂（U 轴）。
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J4 手腕旋转（R 轴）。
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J5 手腕摆动（B 轴）。
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J6 手腕旋转（T 轴）。
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要了解有关六关节机器人的更多信息，请单击下面的视频
六轴关节机器人的机械结构
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上图为常见的六轴关节机器人的机械结构，由六个伺服电机通过减速器、同步滑轮等直接驱动六个关节轴的旋转。六轴工业机器人一般有 6 个自由度，常见的六轴工业机器人包括旋转（S 轴）、下臂（L 轴）、上臂（U 轴）、 手腕旋转（R 轴）、手腕摆动（B 轴）和手腕旋转（T 轴）。合成 6 个关节以在末端实现 6 个自由度。
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