産業用ロボットの基本構成

アーキテクチャの観点から見ると、ロボットは3つの部分と6つのシステムに分けられます。3つの部分は、機械部分（様々な動作を実現するために使用）、センシング部分（内部および外部の情報を認識するために使用）、制御部分（ロボットを制御して様々な動作を完了させる）です。6つのシステムは、ヒューマンコンピュータインタラクションシステム、制御システム、駆動システム、機械機構システム、センシングシステム、ロボット環境インタラクションシステムです。

（1）駆動システム

ロボットを動かすには、各関節、つまり各運動自由度、つまり駆動システムごとに伝動装置を設置する必要があります。駆動システムは、油圧伝動、空圧伝動、電動伝動、またはそれらを組み合わせた総合システムであり、同期ベルト、チェーン、輪列、ハーモニックギアなどの機械伝動機構を介して直接駆動または間接駆動することができます。空圧駆動と油圧駆動には限界があるため、特別な場合を除いて、もはや主要な役割を果たしていません。電動サーボモーターと制御技術の発展により、産業用ロボットは主にサーボモーターによって駆動されています。
（２）機械構造システム

産業用ロボットの機械構造システムは、ベース、アーム、エンドエフェクタの3つの部分で構成されています。各部分は複数の自由度を持ち、多自由度機械システムを形成しています。ベースに歩行機構が装備されている場合は歩行ロボットが形成され、ベースに歩行・腰旋回機構が装備されていない場合は単一のロボットアームが形成されます。アームは一般的に上腕、下腕、手首で構成されています。エンドエフェクタは手首に直接取り付けられる重要な部品であり、2本指または多指のグリッパー、塗装スプレーガン、溶接工具などの操作ツールに使用できます。

（3）感覚系

感覚システムは、内部センサーモジュールと外部センサーモジュールで構成され、内部および外部の環境状態に関する有用な情報を取得します。スマートセンサーの使用により、ロボットの機動性、適応性、知能が向上します。人間の感覚システムは、外界の情報を認識する上で非常に器用です。しかし、特定の情報については、センサーは人間の感覚システムよりも効果的です。

（4）ロボット環境インタラクションシステム

ロボット環境連携システムは、産業用ロボットと外部環境の設備との相互接続と連携を実現するシステムです。産業用ロボットと外部設備は、加工・製造ユニット、溶接ユニット、組立ユニットなどの機能ユニットに統合されています。もちろん、複数のロボット、複数の工作機械や設備、複数の部品保管装置などを1つの機能ユニットに統合し、複雑なタスクを実行することもできます。

(5) ヒューマンコンピュータインタラクションシステム

ヒューマンコンピュータインタラクションシステムとは、オペレータがロボットの制御に参加し、ロボットと通信できるようにする装置であり、例えば、コンピュータの標準端末、コマンドコンソール、情報表示ボード、危険信号アラームなどがある。このシステムは、指示を与える装置と情報を表示する装置の2つのカテゴリに分類できます。

（6）制御システム

制御システムの任務は、ロボットの動作指示プログラムとセンサーからフィードバックされた信号に基づいて、ロボットのアクチュエータを制御し、所定の動作と機能を実現することです。産業用ロボットが情報フィードバック特性を持たない場合、それは開ループ制御システムであり、情報フィードバック特性を持つ場合、それは閉ループ制御システムです。制御原理によれば、制御システムはプログラム制御システム、適応制御システム、人工知能制御システムに分けられます。制御動作の形式によれば、制御システムは点制御と軌道制御に分けられます。