数百万台工业机器人活跃在世界各地的工业 4.0 工厂中，用于提高生产率、改善质量、降低成本，以及支持更加灵活和可持续的运营。鉴于工业机器人的重要性，guojibiaozhun化组织 (ISO) 制定了标准 8373:2021《机器人词汇》，以定义机器人行业使用的术语，并为讨论各种类型的机器人及其应用提供通用语言。

      国际机器人联合会 (IFR) 使用 ISO 8373:2021 中定义的关键术语，并根据机器人的机械结构确定了六种机器人分类，包括：

      · 关节
      · 笛卡尔坐标
      · 圆柱坐标
      · 并联/三角洲
      · 极坐标
      · SCARA

      本文回顾了 ISO 8373:2021，探讨了定义机器人的四个关键术语，重点介绍了可重复编程的必要性，以及 IFR 在确定机器人分类时使用的机器人关节的类型和数量。然后，本文深入探讨了各种机器人分类的细节和细微差别，并介绍了若干家制造商的典型机器人。在此过程中，本文还介绍了并不符合所有 ISO 要求但被称为机器人的系统。

      ISO 8373:2021 将工业机器人定义为一种“自动控制、可重复编程、多用途的操作装置，可对三个或三个以上轴进行编程，既可固定在原地，又可固定在移动平台上，用于工业环境中的自动化应用”。

      可重复编程性是关键的区分因素。有些工业机器可能有操作装置，并且可进行多轴移动，能够处理特定任务，如在饮料灌装线上拾取瓶子并将其放入箱子中。但是，如果机器只能用于单一目的，不能重复编程，那它就不是机器人。ISO 8373 对“可重复编程”的定义是“在设计上无需物理变更即可更改已编程的运动或辅助功能”。

      机器人关节的类型和数量

      ISO 8373 定义了两种机器人关节：

      · 棱柱关节，或滑动关节，这是两个杆件之间的组件，可使其中一个杆件相对于另一个杆件做直线运动。
      · 回转关节，或旋转关节，这是连接两个杆件的组件，可使其中一个杆件相对于另一个杆件绕固定轴旋转。
IFR 使用这些定义和其他 ISO 8373 定义，并根据机械结构或拓扑结构确定了六种工业机器人分类。此外，不同的机器人拓扑结构有不同的轴数，因此关节数也不同。

      轴数是工业机器人的一个关键特征。轴数和轴类型决定了机器人的运动范围。每个轴代表一个独立运动或自由度。自由度越多，机器人就越能在更大、更复杂的空间中移动。有些机器人类型有固定的自由度数，而有些则可以有不同的自由度数。

      末端执行器，在 ISO 8373 中也称为末端工具 (EOAT) 或“多用途操作装置”，是大部分机器人的另一个重要组成部分。末端执行器种类繁多，包括夹持器、专用加工工具（如螺丝刀、喷漆枪或焊枪）以及传感器（包括摄像头）。它们可以是气动、电动或液压的。一些末端执行器可以旋转，这为机器人提供了另一个自由度。

      下文首先介绍每种机器人拓扑结构的 IFR 定义，然后探讨它们的功能和应用。

      关节机器人有三个或更多回转关节。

      这是机器人的一个大类。关节机器人可以有十个或更多轴，最常见的是六个轴。六轴机器人可在 x、y 和 z 平面移动并进行俯仰、偏航和翻滚旋转，这使其能够模仿人类手臂的运动。

      它们的有效载荷能力范围也很广，从不足 1 kg 到超过 200 kg 不等。这些机器人的可及范围也有很大差异，从不足 1 米到数米不等。例如，KUKA 的 KR 10 R1100-2 是一款六轴关节机器人，其最大可及范围为 1,101 mm，最大有效载荷为 10.9 kg，位姿重复性为 ±0.02 mm（图 1）。这款机器人还具有高速移动、短循环时间的特点，并有集成的能源供应系统。