工業(yè)機器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，具有一定的自動性，可依靠自身的動力能源和控制能力實現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)機器人被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個工業(yè)領(lǐng)域之中。

近期，無錫市計量測試院為某科技大學無錫研究院智能制造提供技術(shù)服務(wù)。該項目的難點在于工業(yè)機器人控制對刀儀，而刀具無法拆卸，需同時檢測出工業(yè)機器人的位姿精度和對刀儀的對刀精度。

檢測人員利用激光跟蹤儀機器人檢測功能與幾何量測量功能共同使用在不拆卸刀具的情況下用T-PROBE檢測出刀具原點與機器人原點的關(guān)系，經(jīng)過算法可得到預(yù)期檢測結(jié)果。由于檢測難度高，工作量大，檢測團隊分工合作，檢測工作持續(xù)到晚上八點才最終完成。該研究院課題組對檢測結(jié)果充分認可，對檢測團隊高效敬業(yè)，盡職盡責的工作態(tài)度表示由衷感謝。

20世紀50年代末，工業(yè)機器人最 早開始投入使用。約瑟夫·恩格爾貝格利用伺服系統(tǒng)的相關(guān)靈感，與喬治·德沃爾共同開發(fā)了一臺工業(yè)機器人——“尤尼梅特”，率先于1961年在通用汽車的生產(chǎn)車間里開始使用。最初的工業(yè)機器人構(gòu)造相對比較簡單，所完成的功能也是撿拾汽車零件并放置到傳送帶上，對其他的作業(yè)環(huán)境并沒有交互的能力，就是按照預(yù)定的基本程序精確地完成同一重復動作?！坝饶崦诽亍钡膽?yīng)用雖然是簡單的重復操作，但展示了工業(yè)機械化的美好前景，也為工業(yè)機器人的蓬勃發(fā)展拉開了序幕。自此，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，很多繁重、重復或者毫無意義的流程性作業(yè)可以由工業(yè)機器人來代替人類完成。

到了20世紀90年代，隨著計算機技術(shù)、智能技術(shù)的進步和發(fā)展，第二代具有一定感覺功能的機器人已經(jīng)實用化并開始推廣，具有視覺、觸覺、高靈巧手指、能行走的第三代智能機器人相繼出現(xiàn)并開始走向應(yīng)用。

一般來說，工業(yè)機器人由三大部分六個子系統(tǒng)組成。三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。六個子系統(tǒng)可分為機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備，工業(yè)機器人有眾多的優(yōu)勢，比如機器人具有易用性、智能化水平高、生產(chǎn)效率及安全性高、易于管理且經(jīng)濟效益顯著等特點，使得它們可以在高危環(huán)境下進行作業(yè)。

在工件的加工過程中，工件裝卸、刀具調(diào)整等輔助時間，占加工周期中相當大的比例，其中刀具的調(diào)整既費時費力，又不易準確，最后還需要試切。統(tǒng)計資料表明，一個工件的加工，純機動時間大約只占總時間的55%，裝夾和對刀等輔助時間占45%。因此，對刀儀便顯示出極大的優(yōu)越性。

對刀儀的工作原理：

對刀儀的核心部件是由一個高精度的開關(guān)(測頭)，一個高硬度、高耐磨的硬質(zhì)合金四面體(對刀探針)和一個信號傳輸接口器組成(其他件略)。四面體探針是用于與刀具進行接觸，并通過安裝在其下的撓性支撐桿，把力傳至高精度開關(guān);開關(guān)所發(fā)出的通、斷信號，通過信號傳輸接口器，傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中進行刀具方向識別、運算、補償、存取等。

1.機床各直線運動軸返回各自的機械參考點之后，機床坐標系和對刀儀固定坐標之間的相對位置關(guān)系就建立起了具體的數(shù)值。

2.不論是使用自動編程控制，還是手動控制方式操作對刀儀，當移動刀具沿所選定的某個軸，使刀尖(或動力回轉(zhuǎn)刀具的外徑)靠向且觸動對刀儀上四面探針的對應(yīng)平面，并通過撓性支撐桿擺動觸發(fā)了高精度開關(guān)傳感器后，開關(guān)會立即通知系統(tǒng)鎖定該進給軸的運動。因為數(shù)控系統(tǒng)是把這一信號作為高級信號來處理，所以動作的控制會極為迅速、準確。

3.由于數(shù)控機床直線進給軸上均裝有進行位置環(huán)反饋的脈沖編碼器，數(shù)控系統(tǒng)中也有記憶該進給軸實際位置的計數(shù)器。此時，系統(tǒng)只要讀出該軸停止的準確位置，通過機床、對刀儀兩者之間相對關(guān)系的自動換算，即可確定該軸刀具的刀尖(或直徑)的初始刀具偏置值了。換一個角度說，如把它放到機床坐標系中來衡量，即相當于確定了機床參考點距機床坐標系零點的距離，與該刀具測量點距機床坐標系零點的距離及兩者之間的實際偏差值。

4.不論是工件切削后產(chǎn)生的刀具磨損、還是絲杠熱伸長后出現(xiàn)的刀尖變動量，只要再進行一次對刀操作，數(shù)控系統(tǒng)就會自動把測得的新的刀具偏置值與其初始刀具偏置值進行比較計算，并將需要進行補償?shù)恼`差值自動補入刀補存儲區(qū)中。當然，如果換了新的刀具，再對其重新進行對刀，所獲得的偏置值就應(yīng)該是該刀具新的初始刀具偏置值了。

對刀儀種類

1、插拔式手臂

HPRA的特點是對刀臂和基座可分離。使用時通過插拔機構(gòu)把對刀臂安裝至對刀儀基座上，同時電器信號亦連通并進入可工作狀態(tài);用完后可將對刀臂從基座中拔出，放到合適的地方以保護精密的對刀臂和測頭不受灰塵、碰撞的損壞，適合小型數(shù)控車床用。

2、下拉式手臂

HPPA的特點是對刀臂和基座旋轉(zhuǎn)聯(lián)接，是一體化的。使用時將對刀臂從保護套中擺動拉出，不用時把對刀臂再收回保護套中，不必擔心其在加工中受到損壞。不必頻繁地插拔刀臂，避免了頻繁插拔引起的磕碰。

3、全自動對刀臂

HPMA的特點是，對刀臂和基座通過力矩電機實現(xiàn)刀臂的擺出和擺回與HPPA的區(qū)別是加了力矩電機，提高了自動化程度。更重要的是可把刀臂的擺出、擺回通過M代碼編到加工程序中，在加工循環(huán)過程中，即可方便地實現(xiàn)刀具磨損值的自動測量、補償和刀具破損的監(jiān)測，再配合自動上下料機構(gòu)，可實現(xiàn)無人化加工。

4、全自動接觸式

在工作臺水平垂直位置找尋到安裝位置后，在對應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)輸入程序就可以有效的實現(xiàn)自動對刀。在中國的雕銑機和玻璃機的發(fā)展中起到必不可少的作用。

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