機(jī)器人主要由機(jī)器人本體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)所構(gòu)成。機(jī)器人本體由機(jī)座、立柱、大臂、小臂、腕部和手部組成, 用轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)關(guān)節(jié)串聯(lián)起來, 激光加工工作頭安裝在其手部終端, 像人手一樣在工作空間內(nèi)執(zhí)行多種作業(yè)。加工頭的位置一般是前3個(gè)手臂自由度確定, 而其姿態(tài)則與后3 個(gè)腕部自由度有關(guān)。按前3 個(gè)自由度布置的不同工作空間, 機(jī)器人可有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型及擬人臂關(guān)節(jié)坐標(biāo)型4 種不同結(jié)構(gòu)。根據(jù)需要, 機(jī)器人本體的機(jī)座可安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上以增加機(jī)器人的工作空間。

       機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大多采用直流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)等電力驅(qū)動(dòng), 也有的采用油缸液壓驅(qū)動(dòng)和氣缸氣壓驅(qū)動(dòng), 借助齒輪、連桿、齒形帶、滾珠絲杠、諧波減速器、鋼絲繩等部件驅(qū)動(dòng)各主動(dòng)關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)六自由度運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦和心臟, 決定機(jī)器人性能水平。主要作用是控制機(jī)器人終端運(yùn)動(dòng)的離散點(diǎn)位和連續(xù)路徑。

       在選用激光加工機(jī)器人時(shí), 主要要考慮以下幾個(gè)性能參數(shù):

       1) 負(fù)載能力: 在保證機(jī)器人正常工作精度條件下, 機(jī)器人能夠承載的額定負(fù)荷重量。激光加工頭重量一般比較輕, 約10 ~ 50 kg , 選型時(shí)可用1 ~2 倍。
       2) 精度: 機(jī)器人達(dá)到指定點(diǎn)的精確度, 它與驅(qū)動(dòng)器的分辨率有關(guān)。一般機(jī)器人都具有0. 002 mm的精度, 足夠激光加工用。
       3) 重復(fù)精度: 機(jī)器人多次到達(dá)一個(gè)固定點(diǎn), 引起的重復(fù)誤差。根據(jù)用途不同, 機(jī)器人重復(fù)精度有很大不同: 0. 02~ 0. 6mm。激光切割精度要求高可選0. 01 mm, 激光熔覆精度要求低可選0. 1 ~0. 3 mm。
       4) 最大運(yùn)動(dòng)范圍: 機(jī)器人在其工作區(qū)域內(nèi)可以達(dá)到的最大距離。具體大小可以根據(jù)激光加工作業(yè)要求而定。
       5) 自由度: 用于激光加工的機(jī)器人一般至少具有六自由度。

       圖1是FANUC公司R-2000iB 系列6 軸機(jī)器人構(gòu)成外形圖, 6 個(gè)關(guān)節(jié)均為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié), 6 個(gè)坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)6 個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。

                 圖1  FANUC R-2000iB 系列6 軸機(jī)器人

       圖2為FANUC公司R-2000iB 系列6 軸機(jī)器人的部分主要參數(shù)及其最大運(yùn)動(dòng)范圍。除此之外, 機(jī)器人還有其他一些指標(biāo), 在選型時(shí)也需要考慮。如: 手腕部( J4 軸, J5 軸, J6 軸) 允許最大扭矩; 手腕部( J4 軸, J5 軸, J6 軸) 允許最大慣量；最大動(dòng)作速度( J1 軸, J2 軸, J3 軸, 4 軸, 5 軸, 6 軸) ;最大動(dòng)作范圍( J1 軸, 2 軸, 3 軸, 4 軸, 5 軸, 6 軸) 等。

                                        圖2  FANUC 機(jī)器人最大運(yùn)動(dòng)范圍