工业机器人自由度的定义是什么？

随着机器人产业的快速发展，工业机器人已广泛应用于各行各业。从材料加工到机器维护，从焊接到切割，从组装到喷涂，我们发现这些工业机器人具有不同的形状和功能，因此决定工业机器人活动灵活性和范围的因素更为复杂。然而，有一个关键因素在很大程度上决定了机器人的灵活性和活动范围，即，工业机器人的自由度，通常称为轴。

(工业机器人)

工业机器人的自由度是多少？

一般来说，作为机器人的技术指标，自由度反映了机器人运动的灵活性，可以用轴的直线运动、摆动或旋转运动的次数来表示。可以独立于机器人机构运动的关节数称为机器人机构的自由度，缩写为DOF。目前，工业机器人采用的控制方法是将机械臂上的每个关节视为单独的伺服机构，即每个轴对应一个服务器，每个服务器由总线控制，并由控制器控制和协调。

专家定义“机器人具有自动控制、可重复编程和多功能功能。机器人操纵器有三个或更多可编程轴。在工业自动化应用中，机器人的底座可以固定或移动。”由此可见，工业机器人的轴数是一个重要的技术指标。

不同自由度机器人在工业中的应用

机器人轴的数量决定其自由度。自由度数量是越多越好吗？自由度越大，越接近手的动作功能，多功能，性能优越；然而，自由度越大，结构越复杂，对机器人的整体要求也越高，这是机器人设计中的一个矛盾。随着轴数的增加，机器人的灵活性也随之增加。然而，在当前的工业应用中，使用最多的是三轴、四轴、五轴、双臂和六轴工业机器人。轴数的选择通常取决于具体应用。这是因为在某些应用中，不需要高灵活性，三轴和四轴机器人具有更高的成本效益，并且三轴和四轴机器人在速度上也有很大的优势。如果你只是做一些简单的应用，比如在传送带之间拾取和放置零件，那么四轴机器人就足够了。如果机器人需要在狭窄的空间中工作，机械臂的机器人需要扭曲，则需要选择六轴机器人。

目前，六轴机器人是工业领域应用最广泛的机器人。具有六个关节的工业机器人与人类手臂非常相似。它有一个部分“肩”，相当于肩、肘和手腕。它通常安装在固定基座上。人类手臂的作用是将手移动到不同的位置，而六轴机器人的作用是在移动终端执行器操纵器的末端安装各种执行器，如爪手、喷枪、钻头和喷漆器，以完成不同的任务。

近日，机器人制造商发布了最新的人机合作机器人。几乎所有机器人都使用7轴冗余自由度工业机器人。国际知名机器人制造商纷纷推出七轴机器人新品，抢占高端新市场。然而，与传统的四轴和六轴工业机器人相比，真正的七轴工业机器人在产品类型和销售比例上存在明显差距。

机器人冗余自由度的发展趋势

六个自由度是完成空间定位能力的最小自由度。六轴以上的机器人统称为冗余自由度机器人。机器人运动学的研究旨在解决机器人操纵器末端执行器到达空间位置时每个关节的运动或旋转，这是整个机器人技术的基石和关键。随着人类文明的快速发展，机器人需要完成工业、高海区、深海、核废料和危险工作环境中的许多任务，这对机器人运动控制的可靠性、可操作性和智能性提出了更高的要求。未来，随着其精度的不断提高，冗余自由度机器人将在避开障碍物、克服不熟悉点、灵活性和容错性方面具有更多优势。面对复杂的工作环境和多变的操作要求，冗余自由度工业机器人将有更多的应用。我相信在不久的将来，它将取代手动操作，实现更精确的操作。