工業機器人核心零部件包括控制器、減速器、伺服系統。此三個裝置,決定了工業
機器人能夠實現自動化的精密運動,在一些生產環節中代替人力。這也意味著其質量對最終產品的性能有著決定性影響,是國產化進程的主攻方向。
控制器

控制器是決定機器人功能和性能的主要部分相當于大腦,能控制
機器人在工作空間中的位置、姿態、軌跡、操作順序、運動時間等。
控制器主要包括硬件和軟件兩部分。硬件部分是工業控制板卡,包括主控單元和部分信號處理電路。軟件部分主要包括底層操作系統、控制算法、二次擴展開發等。
控制器接收來自傳感器的檢測信號,根據操作任務要求,經過算法計算后發出指令信息,驅動機器人關節中的各個電機轉動,從而實現對機器人的精密控制。
控制系統的基本功能包括記憶、示教、坐標設置、與外圍設備聯系、位置伺服、故障診斷及安全保護等等。
伺服系統
伺服系統是機器人的動力系統,相當于“心臟”。伺服系統接收來自控制器的信息,并轉換成轉矩和轉速以驅動控制對象。
伺服系統由伺服驅動器、伺服電機、編碼器三部分組成。伺服驅動器將從控制器接收到的信息分解為單個自由度系統能夠執行的命令,傳遞給伺服電機;伺服電機再將收到的電信號轉化為轉速和轉矩,驅動控制對象;編碼器將電機的編碼信號反饋給控制器,很大程度上決定了伺服系統的精度。
當前,工業機器人的伺服系統主要是電氣伺服系統中的交流伺服系統。按照功率大小,可以分為小型/中型/大型伺服系統。
減速器

減速器是控制機器人運動的核心部件,相當于“關節”。減速器是鏈接伺服系統和末端執行器的中間裝置,能夠降低轉速、增大轉矩,從而驅動“關節”運動。
減速器通過齒輪的嚙合,將電機的轉速減速到機器人各“關節”運動實際需要的轉速,并輸出更大的轉矩,驅動“關節”運動。
工業機器人中的減速器主要是諧波減速器和RV減速器兩類。
根據GB/T 34897-2017《滾動軸承工業機器人RV減速器用精密軸承》[6]定義,RV減速器是傳統擺線針輪和行星齒輪傳動裝置的混合。RV減速器由多個高密度軸承和齒輪組成,應用于重載機器人的全部關節,以及輕載機器人的部分關節,類似于“大臂”“肩膀”等位置。
根據GB/T 30819-2014《機器人用諧波齒輪減速器》[7]定義,諧波減速器由波發生器、柔輪、鋼輪三部分構成。諧波減速器結構簡單,一般應用于輕載機器人的部分關節中,類似于“前臂”“手腕”等位置。