簡介
工業可程式機器人即工業機器人，具有可程式的特點。工業機器人是綜合了計算機科學技術、機械工程技術、電子工程技術、信息感測器技術、控制理論、機構學、人工智慧學、仿生學等多學科而形成的高新技術。在國外工業機器人技術日趨成熟，其己經成為一種標準設備而在工業自動化行業廣泛套用，從而也形成了一批在同際上較有影響力的工業機器人公司，工業機器人技術的發展水平也成為一個國家工業自動化水平的重要標誌 。
特點
戴沃爾提出的工業機器人有以下特點：將數控工具機的伺服軸與遙控操縱器的連桿機構聯接在一起，預先設定的機械手動作經編程輸入後，系統就可以離開人的輔助而獨立運行。這種機器人還可以接受示教而完成各種簡單的重複動作，示教過程中，機械手可依次通過工作任務的各個位置，這些位置序列全部記錄在存儲器內，任務的執行過程中，機器人的各個關節在伺服驅動下依次再現上述位置，故這種機器人的主要技術功能被稱為“可程式”和“示教再現”。
1962年美國推出的一些工業機器人的控制方式與數控工具機大致相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。後來，出現了具有視覺感測器的、能識別與定位的工業機器人系統。
工業機器人最顯著的特點有以下幾個：
1、可程式。生產自動化的進一步發展是柔性啟動化。工業機器人可隨其工作環境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性製造過程中能發揮很好的功用，是柔性製造系統中的一個重要組成部分。
2、擬人化。工業機器人在機械結構上有類似人的行走、腰轉、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智慧型化工業機器人還有許多類似人類的“生物感測器”，如皮膚型接觸感測器、力感測器、負載感測器、視覺感測器、聲覺感測器、語言功能等。感測器提高了工業機器人對周圍環境的自適應能力。
3、通用性。除了專門設計的專用的工業機器人外，一般工業機器人在執行不同的作業任務時具有較好的通用性。比如，更換工業機器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執行不同的作業任務。
4、工業機器技術涉及的學科相當廣泛，歸納起來是機械學和微電子學的結合-機電一體化技術。第三代智慧型機器人不僅具有獲取外部環境信息的各種感測器，而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智慧，這些都是微電子技術的套用，特別是計算機技術的套用密切相關。因此，機器人技術的發展必將帶動其他技術的發展，機器人技術的發展和套用水平也可以驗證一個國家科學技術和工業技術的發展水平。
當今工業機器人技術正逐漸向著具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強的對作業環境的自適應能力的方向發展。當前，對全球機器人技術的發展最有影響的國家是美國和日本。美國在工業機器人技術的綜合研究水平上仍處於領先地位，而日本生產的工業機器人在數量、種類方面則居世界首位。
1、技術先進工業機器人集精密化、柔性化、智慧型化、軟體套用開發等先進制造技術於一體，通過對過程實施檢測、控制、最佳化、調度、管理和決策，實現增加產量、提高質量、降低成本、減少資源消耗和環境污染，是工業自動化水平的最高體現。
2、技術升級工業機器人與自動化成套裝備具備精細製造、精細加工以及柔性生產等技術特點，是繼動力機械、計算機之後，出現的全面延伸人的體力和智力的新一代生產工具，是實現生產數位化、自動化、網路化以及智慧型化的重要手段。
3、套用領域廣泛工業機器人與自動化成套裝備是生產過程的關鍵設備，可用於製造、安裝、檢測、物流等生產環節，並廣泛套用於汽車整車及汽車零部件、工程機械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、菸草、金融、醫藥、冶金及印刷出版等眾多行業，套用領域非常廣泛。
4、技術綜合性強工業機器人與自動化成套技術，集中並融合了多項學科，涉及多項技術領域，包括工業機器人控制技術、機器人動力學及仿真、機器人構建有限元分析、雷射加工技術、模組化程式設計、智慧型測量、建模加工一體化、工廠自動化以及精細物流等先進制造技術，技術綜合性強。
原理
現代工業自動化領域中套用的各種操作機器人是目前工業機器人技術中最成熟的一類，這種工業機器人實質上是一類能根據預先將程式編制在存儲裝置中，然後操作程式自動重複執行，進行完全代替人工作業的自動化機器。
工業機器人構成是個閉環系統，通過運動控制器、伺服驅動器、機器人本體、感測器等部件可以完成人們需要的功能。工廠中高性能通用型工業機器人一般採用關節型的機械結構，每個關節由獨立的驅動電機控制，通過計算機對驅動單元的功率放大電路進行控制，實現機器人的運動控制操作。
關節型工業機器人的組成由人機界面(示教器)、伺服驅動器、運動控制器(下位機)、機器人本體等組成，通過機器人末端帶不同的夾具來實現不同的功能。示教器是對機器入狀態的監控及發出運動指令部分，是人跟機器人信息互動的唯一視窗；伺服驅動器是對伺服電機的控制，是機械手臂運動的動力源；運動控制器是各個關節的位姿運算單元，正解和逆解程式的執行、運行都在其中計算；機器人本體是執行機構，是實現要求功能的最直接部件。
分類
按照工業機器人的關鍵技術發展過程其可分為三代：
第一代是示教再現機器人，主要由機器人本體、運動控制器和示教盒組成，操作過程比較簡單。第一代機器人使用示教盒線上示教編程，並保存示教信息。當機器人自動運行時，由運動控制器解析並執行存儲的示教程式，使機器人實現預定動作。這類機器人通常採用點到點運動，連續軌跡再現的控制方法，可以完成直線和圓弧的連續軌跡運動，然而複雜曲線的運動則由多段圓弧和直線組合而成。由於操作的容易性、可視性強，所以在當前工業中套用最多。
第二代是離線編程機器人，該機器人編程系統是採用離線式計算機實體模型仿真技術，首先建立起機器人及其工作環境的實體模型，再採用實際的正逆解算法，通過對實體模型的控制和操作，在離線的情況下進行路徑規劃，然後通過編程對實體模型進行三維動畫仿真，以檢驗編程的正確性，最後將正確的代碼傳遞給機器人控制櫃，以控制機器人運動，完成了離線編程。
第三代是智慧型機器人，它除了具有第一代和第二代的特點以外可帶有各種感測器，這類機器人對外界環境不但具有感覺能力，而且具有獨立判斷、記憶、推理和決策的能力。能適應外部對象、環境協調地工作，能完成更加複雜的動作。在工作時通過感測器獲得外部的信息，並進行信息反饋，然後靈活調整工作狀態，保證在適應環境的情況下完成工作。此機器人用在弧焊和搬運工作中較多。
結構
工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度；驅動系統包括動力裝置和傳動機構，用以使執行機構產生相應的動作；控制系統是按照輸入的程式對驅動系統和執行機構發出指令信號，並進行控制。
工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動；圓柱坐標型的臂部可作升降、迴轉和伸縮動作；球坐標型的臂部能迴轉、俯仰和伸縮；關節型的臂部有多個轉動關節。
工業機器人按執行機構運動的控制機能，又可分點位型和連續軌跡型。點位型只控制執行機構由一點到另一點的準確定位，適用於工具機上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業；連續軌跡型可控制執行機構按給定軌跡運動，適用於連續焊接和塗裝等作業。
工業機器人按程式輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計算機上已編好的作業程式檔案，通過RS232串口或者乙太網等通信方式傳送到機器人控制櫃。
示教輸入型的示教方法有兩種：一種是由操作者用手動控制器(示教操縱盒)，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；另一種是由操作者直接領動執行機構，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，工作程式的信息即自動存入程式存儲器中在機器人自動工作時，控制系統從程式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。示教輸入程式的工業機器人稱為示教再現型工業機器人。具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業機器人，能在較為複雜的環境下工作；如具有識別功能或更進一步增加自適應、自學習功能，即成為智慧型型工業機器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程式去適應環境，並自動完成更為複雜的工作。
