2.1.4 工业机器人的主要技术参数

工业机器人的种类、用途及用户要求都不尽相同。但工业机器人的主要技术参数应包括自由度、精度、工作范围、最大工作速度和承载能力。

1.自由度

自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，一般不包括手爪（或末端执行器）的开合自由度。在三维空间中，表述一个物体的位置和姿态需要6个自由度。但是，工业机器人的自由度是根据其用途设计的，可能小于6个，也可能大于6个自由度。例如，日本日立公司生产的A4020装配机器人有4个自由度，可以在印制电路板上接插电子元器件；PUMA562机器人具有6个自由度，可以进行复杂空间曲面的弧焊作业。从运动学的观点看，在完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人，叫冗余自由度机器人，又叫冗余度机器人。例如，PUMA562机器人在执行印制电路板上接插元器件的作业时就是一个冗余自由度机器人。利用冗余的自由度可以增加机器人的灵活性，躲避障碍物，并能改善动力性能。人的手臂共有7个自由度，所以工作起来很灵巧，手部可回避障碍物，从不同方向到达目的。

2.精度

工业机器人精度是指定位精度和重复定位精度。定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异，用反复多次测试的定位结果的代表点与指定位置之间的距离来表示。重复定位精度是指机器人重复定位手部于同一目标位置的能力，以实际位置值的分散程度来表示。实际应用中常以重复测试结果的标准偏差值的3倍来表示，它是衡量一列误差值的密集度。图2-7所示为工业机器人定位精度与重复定位精度图例。

3.工作范围

工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。因为末端操作器的形状和尺寸是多种多样的，为了真实地反映机器人的特征参数，一般工作范围是指不安装末端操作器的工作区域。确定工作范围的形状和大小是十分重要的，机器人在执行某作业时可能因为存在手部不能到达的作业死区而无法完成任务，KUKAKR100型机器人工作范围如图2-8所示。

4.最大工作速度

最大工作速度，有的厂家指工业机器人自由度上最大的稳定速度，有的厂家指手臂末端最大合成速度，通常在技术参数中会有说明。工作速度越高，工作效率就越高。但是，工作速度越高就要花费更多的时间去升速或降速。

5.承载能力

承载能力是指机器人在工作范围内的任何位置上所能承受的最大质量。承载能力不仅取决于负载的质量，而且与机器人运行的速度、加速度的大小和方向有关。为了安全起见，承载能力这一技术指标是指高速运行时的承载能力。承载能力不仅指负载，也包括机器人末端操作器的质量。