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4.1.1 工业机器人工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的现代制造业智能化装备，它集机械、电子、控制、计算机、传感器和人工智能等多学科先进技术于一体，能自动执行工作，靠自身动力和控制能力来实现各种功能。它既可以接受人类的指挥，也可以按照预先编排的程序运行。 1. 工业机器人的组成一台完整的工业机器人由以下几部分组成：操作机、驱动系统、控制系统以及可更换的末端执行器，如图 4-2 所示。

4.1 智能硬件

如第一章所述，智能制造是通过智能化的感知、人机交互等技术，实现

制造装备的智能化，是信息技术、智能技术与装备制造技术的深度融合

与集成。因此，智能制造的发展是和智能硬件密不可分的。传统的制造

装备通过应用智能硬件技术而具有了信息采集、分析和执行的能力，从

而在智能制造的全生命周期中占据了重要的地位。

如图4-1所示，智能制造体系中的智能硬件可以分为三类，分别是高端制

造装备、关键基础器件和智能产品，各自以工业机器人、智能传感器和

智能终端为代表。本节重点讲述这三类的代表硬件及其关键技术。

4.1.1 工业机器人

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的现代制造业智

能化装备，它集机械、电子、控制、计算机、传感器和人工智能等多学

科先进技术于一体，能自动执行工作，靠自身动力和控制能力来实现各

种功能。它既可以接受人类的指挥，也可以按照预先编排的程序运行。

1.工业机器人的组成

一台完整的工业机器人由以下几部分组成：操作机、驱动系统、

控制系统以及可更换的末端执行器，如图4-2所示。

4.1.1 工业机器人

1）操作机

操作机是工业机器人的机械主体，是用来完成各种作业的执行机械。工

业机器人的“柔性”除体现在其控制装置可重复编程外，还和机器人操

作机的结构形式有很大关系。机器人中普遍采用的关节型结构，具有类

似人体腰、肩和腕等的仿生结构。

2）驱动系统

驱动系统是指驱动操作机运动部件动作的装置，也就是机器人的动力装

置。机器人使用的动力源有：压缩空气、压力油和电能。因此相应的动

力驱动装置就是气缸、油缸和电机。

3）控制系统

控制系统是工业机器人的核心部件，它通过各种控制电路硬件和软件的

结合来操控机器人，并协调机器人与生产系统中其他设备的关系。一个

完整的机器人控制系统除了作业控制器和运动控制器外，还包括控制驱

动系统的伺服控制器以及检测机器人自身状态的传感器反馈。现代机器

人的电子控制装置由可编程控制器、数控控制器或计算机构成。控制系

统是决定机器人功能和水平的关键部分，也是机器人系统中更新和发展

最快的部分。