工业机器人是另一类数控机器。它是一种可编程机械手，用来通过一系列动作，搬 运物料、零件、工具或者其他装置，以实现给定的任务。工业机器人有能力移动零件，加 载 /! 机床，操作压铸机，装配产品，焊接，喷漆，打毛刺，以及包装产品。最通用的工业
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机器人是具有一个自由度到六个自由度的机械手，如图 ! " # " $% 所示。
图 ! " # " $% 六自由度工业机器人
图中，六个运动自由度是：
!手臂扫掠（腰左转或右转）；
"肩旋转（肩向上或向下）；
#肘伸展（肘缩进或伸出）；
$俯仰（手腕上转或下转）；
%偏航（手腕左转或右转）；
&横滚（手腕顺时针转或反时针转）。
每一个运动轴都有自己的执行器，连接到机械传动链，以实现关节运动。执行器可 以是气缸、气动马达、液压缸、液压马达、伺服电动机或者步进电动机。气动执行器便 宜、快速、清洁，但是，气体的可压缩性限制了它的精度和保持负载不动的能力。液压执 行器能够驱动重负载和保持负载不动，但是，昂贵、有噪声、比较慢以及可能漏油。伺服 电动机执行器快速、精密、安静，但是减速器的游隙限制了它的精度。
工业机器人有三个主要组成部件。除了机械手以外，还有终端器和控制器（参见图
! " # " &’）。终端器是一个机械的、真空的或者电磁的装置，它安装在机械手的腕上，用 来抓取零件或握持工具。控制器在开环控制的单轴机器人中可以是一个简单的机械挡 块，而在闭环控制的六轴机器人中则是一台计算机。在任何情况下，控制器在存储器中 都存有一系列定位数据。按照给定的操作次序，它启动和停止机械手的运动。如果控 制器是一台计算机，它可以与主机通信，卸载程序和提供管理信息。每一个运动轴都由 一个开环或闭环控制系统控制。开环控制可以是气缸上的机械挡块，液压马达上的凸 轮作用阀，或者步进电动机。闭环控制系统通常是跟踪位置控制系统———伺服系统。
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图 ! " # " $% 工业机器人控制硬件组成
最简单的一类工业机器人是开环搬运（&’&）机器人。&’& 机器人拾取一个对象 并将它运到另一个地方。机器人的运动通常是由限位开关、凸轮作用阀或者机械挡块 控制的气动执行器实现的。控制器以事件驱动顺序按时启动沿着一轴的运动。每一个 运动一直继续到限位开关断开才停止。然后，控制器再依次启动下一个轴的运动。典 型应用包括机床加载或卸载、堆垛以及一般的物料处理任务。开环的 &’& 机器人是相 当精确的，但是缺少各个轴的协调运动。
第二类工业机器人是多轴伺服控制的，能够编程从一点运动到另一点。路径不是 关键的机器人称为点位式（ &(&）工业机器人；如果路径是关键的，则叫做连续路径
（)&）工业机器人。&(& 机器人从一点运动到另一点，在每一点上完成一定的功能。典 型的功能包括点焊、粘接、钻孔、去毛刺等。)& 机器人沿给定的路径从一点运动到另一 点，一边运动一边完成作业。典型的 )& 应用包括喷漆、缝焊、切割以及检查。这类机 器人控制器或者是可编程序控制器，或者是小型计算机。它们依靠悬挂式示教操作台，
采用示教方法编制机器人程序。
第三类工业机器人也是可编程序的，由点到点运动，或者沿连续路径运动。但是，
除了利用示教操作台实时编程外，它们还可以利用键盘和 )*( 显示器离线编程。这些 机器人可以与主机通信。它们利用高级语言和人工智能处理 )+, - )+. 数据库的信 息。
机器人伺服控制系统利用位置和速度反馈信号控制机械手运动。位置信号可以是 绝对的或者增量的。机器人控制器将设定点信号送给每一个伺服系统，使得它的轴运 动到给定位置（绝对位置），或者运动给定距离（增量位置）。位置和速度作为伺服控制 回路的内反馈信号。机器人控制器还有其他传感器输入（伺服回路以外）。这些外部输 入包括视觉、触觉以及语音识别。控制器利用这些信号检测目标外貌、目标尺寸以及目 标个性。
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