《制造業中的機器人、自動化和系統內建》—— 2.2 機器人的性能

構型和軸數對機器人性能有明顯的影響，正如上面讨論的那樣，某種機器人構型更加适用于某些特定的應用場合。例如，scara構型機器人特别适用于高速和高重複性的裝配任務。基于特定機器人構型所針對的應用場合，每個制造商生産的機器人有不同的特點和性能。28主要機器人制造商能夠生産覆寫一系列應用場合所需性能的系列化機器人。起初，他們專門研究一種特定的機器人構型——關節臂型、scara型或直角坐标型，如今他們仍然更傾向于研究那些主要的構型，盡管大多數制造商還生産适用于特定應用場合的、不同結構的機器人。針對某一應用場合，我們可以從不同的機器人制造商那裡獲得多種機器人選擇。

除了機器人的軸數和構型外，機器人的主要性能特征由下面4個參數确定：

●負載能力

●重複性

●可達空間和工作空間

●速度

負載能力通常是指機器人手腕的工具安裝法蘭能承受的最大載荷。在該載荷的作用下，機器人能達到其他的名額，包括重複性、速度以及長期可靠運作。需要注意的是，詳細的規格參數（通常由機器人手冊提供）說明負載重心位置在工具安裝法蘭的兩個方向上的偏距（如圖2-7所示）。當與工具安裝法蘭的距離增加時，有效負載量會減少，是以，如果工具相當大，機器人搬運工具或者工件的能力可能低于給定的負載能力。

機器人的重複性通常是指點的重複性，但在某些情況下也需說明軌迹的重複性。值得注意的是，盡管機器人具有重複精度，但不是絕對精度。大多數機器人由于自身的結構并不能精确運動到指定的位置，例如到達空間中的xyz坐标，但是會在其重複精度确定的公差帶内不斷重複到達示教的位置。點重複性對于點焊、操作、裝配以及相似的應用場合很有用，但是對于焊接和塗膠等應用場合，軌迹重複性更有用。

可達空間和工作空間通常定義在機器人手腕的中心。對于一個6軸機器人來說，就是指第5軸的中心，它意味着即使在可達的極限或工作空間的邊界上，機器人也以最大範圍調整手腕姿态。工作空間通常用側視圖和俯視圖來展示（如圖2-1所示）。機器人應該能夠到達工作空間内的任何點。值得注意的是，不同構型的機器人的工作空間的形狀是不同的。

速度通常指每個軸可以達到的最高速度。這個值是有限的，因為每根軸并不是獨立運作的，并且在許多應用中要完成的移動距離很短，不需要機器人加速到最大速度。然而，機器人的實際速度會影響許多應用的工作循環時間。

人們開發了門型測試（見2.1節），它特别适用于裝配場合，為不同的機器人提供可靠的速度比較。

與速度和軌迹重複性相關的另一點是，機器人在高速移動時通過圓角的能力。如果設定機器人在低速下通過一個直角的拐角，那麼這個動作容易實作。如果速度升高，機器人就會繞着拐角做圓滑運動，使得軌迹出現誤差。這種誤差會随着速度的升高而增加。人們已經提出了處理這種問題的解決辦法，例如abb公司研發的“truemove”控制技術，它能夠保證機器人不受速度的影響而按照設定的路徑運動。