3.工業機器人按程序輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類：

    1）編程輸入型是將計算機上已編好的作業程序文件，通過RS232串口或者以太網等通信方式傳送到機器人控制柜。

    2）示教輸入型的示教方法有兩種：示教盒示教和操作者直接領動執行機構示教。

    示教盒示教由操作者用手動控制器（示教盒），將指令信號傳給驅動系統，使執行機構按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍。采用示教盒進行示教的工業機器人使用比較普遍，一般的工業機器人均配置示教盒示教功能，但是對于工作軌跡復雜的情況，示教盒示教并不能達到理想的效果，例如用于復雜曲面的噴漆工作的噴漆機器人。

機器人示教盒

    由操作者直接領動執行機構進行示教，則是按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍。在示教過程的同時，工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機器人自動工作時，控制系統從程序存儲器中檢出相應信息，將指令信號傳給驅動機構，使執行機構再現示教的各種動作。

　　六、工業機器人性能評判指標

    表示機器人特性的基本參數和性能指標主要有工作空間、自由度、有效負載、運動精度、運動特性、動態特性等。

工業機器人性能評判指標

    1.工作空間（Work space）工作空間是指機器人臂桿的特定部位在一定條件下所能到達空間的位置集合。工作空間的性狀和大小反映了機器人工作能力的大小。理解機器人的工作空間時，要注意以下幾點：

    1)通常工業機器人說明書中表示的工作空間指的是手腕上機械接口坐標系的原點在空間能達到的范圍，也即手腕端部法蘭的中心點在空間所能到達的范圍，而不是末端執行器端點所能達到的范圍。因此，在設計和選用時，要注意安裝末端執行器后，機器人實際所能達到的工作空間。

    2)機器人說明書上提供的工作空間往往要小于運動學意義上的最大空間。這是因為在可達空間中，手臂位姿不同時有效負載、允許達到的最大速度和最大加速度都不一樣，在臂桿最大位置允許的極限值通常要比其他位置的小些。此外，在機器人的最大可達空間邊界上可能存在自由度退化的問題，此時的位姿稱為奇異位形。

    3)除了在工作空間邊緣，實際應用中的工業機器人還可能由于受到機械結構的限制，在工作空間的內部也存在著臂端不能達到的區域，這就是常說的空洞或空腔。空腔是指在工作空間內臂端不能達到的完全封閉空間。而空洞是指在沿轉軸周圍全長上臂端都不能達到的空間。

    下圖以松下焊接機器人TA-1400為例說明工作空間：綠色部分即手腕上機械接口坐標系的原點在空間能達到的范圍。

工作空間

    2.運動自由度是指機器人操作機在空間運動所需的變量數，用以表示機器人動作靈活程度的參數，一般是以沿軸線移動和繞軸線轉動的獨立運動的數目來表示。

    自由物體在空間自六個自由度（三個轉動自由度和三個移動自由度）。工業機器人往往是個開式連桿系，每個關節運動副只有一個自由度，因此通常機器人的自由度數目就等于其關節數。機器人的自由度數目越多，功能就越強。日前工業機器人通常具有4—6個自由度。當機器人的關節數（自由度）增加到對末端執行器的定向和定位不再起作用時，便出現了冗余自由度。冗余度的出現增加了機器人工作的靈活型，但也使控制變得更加復雜。

    工業機器人在運動方式上，總可以分為直線運動（簡記為P）和旋轉運動（簡記為R）兩種，應用簡記符號P和R可以表示操作機運動自由度的特點，如RPRR表示機器人操作機具有四個自由度，從基座開始到臂端，關節運動的方式依次為旋轉-直線-旋轉-旋轉。此外，工業機器人的運動自由度還有運動范圍的限制。下圖為具有6個旋轉自由度的串聯機器人。

具有6個自由度的串聯機器人

    3.有效負載(Payload)

    有效負載是指機器人操作機在工作時臂端可能搬運的物體重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作機的負荷能力。

    機器人在不同位姿時，允許的最大可搬運質量是不同的，因此機器人的額定可搬運質量是指其臂桿在工作空間中任意位姿時腕關節端部都能搬運的最大質量。

    4.運動精度(Accuracy)

    機器人機械系統的精度主要涉及位姿精度、重復位姿精度、軌跡精度、重復軌跡精度等。

    位姿精度是指指令位姿和從同一方向接近該指令位姿時的實到位姿中心之間的偏差。重復位姿精度是指對同指令位姿從同一方向重復響應n次后實到位姿的不一致程度。

    軌跡精度是指機器人機械接口從同一方向n次跟隨指令軌跡的接近程度。軌跡重復精度是指對一給定軌跡在同方向跟隨n次后實到軌跡之間的不一致程度。

    5.運動特性（Sped）

    速度和加速度是表明機器人運動特性的主要指標。在機器人說明書中，通常提供了主要運動自由度的最大穩定速度，但在實際應用中單純考慮最大穩定速度是不夠的，還應注意其最大允許加速度。

    6.動態特性結構動態參數主要包括質量、慣性矩、剛度、阻尼系數、固有頻率和振動模態。

    設計時應該盡量減小質量和慣量。對于機器人的剛度，若剛度差，機器人的位姿精度和系統固有頻率將下降，從而導致系統動態不穩定；但對于某些作業（如裝配操作），適當地增加柔順性是有利的，最理想的情況是希望機器人臂桿的剛度可調。增加系統的阻尼對于縮短振蕩的衰減時間、提高系統的動態穩定性是有利的。提高系統的固有頻率，避開工作頻率范圍，也有利于提高系統的穩定性。