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1.4.1 示教再现机器人
示教再现机器人是具有记录操作过程并能够再现操作过程能力的机器人，操
作者预先进行示教，机器人则记录有关作业程序、位置、速度等信息，然后按照
再现指令，逐条读取信息，在一定精度范围内重复被示教的程序，完成工作任务。
示教又分为直接示教和离线示教两类。
所谓直接示教，就是指通常所说的手把手示教，由操作者通过示教盒操纵机
器人完成空间作业轨迹点位置及有关速度等信息的示教和记录，然后用操作键盘
利用机器人语言命令进行用户工作程序的编辑，并存储在示教数据区。再现时，
机器人的计算机控制系统自动逐条取出示教命令与位置数据，进行解读、运算并
作出判断．将各种控制信号送到相应的驱动系统或端口，使机器人忠实地再现示
教动作。在这种示教中，为了示教方便以及获取信息的快捷而准确，操作者可以
选择在不同坐标系下示教，例如，可以选择在关节坐标系、直角坐标系以及工具
坐标系或用户坐标系下进行示教。
离线示教与直接示教不同，操作者不对实际作业的机器人直接进行示教，而
是脱离实际作业环境生成示教数据，间接地对机器人进行示教。在离线示教法(离
线编程)中，通过使用计算机内存储的机器人模型(CAD模型)，不要求机器人实际
产生运动，便能在示教结果的基础上对机器人的运动进行仿真，从而确定示教内
容是否恰当及机器人是否按人们期望的方式运动。
1.4.2 机器人网络控制系统
随着工业控制领域技术的飞速发展，目前形成了分布式控制系统和现场总线
控制系统两种形式。
分布式控制系统是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和
分散控制的一种新型控制技术。是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、
通讯网络技术、 CRT技术、图形显示技术及人机接口技术相互渗透发展而产生的。
分布式控制系统是采用标准化、模块化和系列化的设计，由过程控制级、控
制管理级和生产管理级组成的一个以通讯网络为纽带的集中显示而操作管理、控
制相对分散的实用系统。
现场总线作为一种先进的工业控制技术，将当今网络通信与管理的观念带入
工业控制领域。它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，
将它们连接成可以相互沟通信息、共同完成控制任务的网络系统。相对于分布式
控制系统的三层结构而言，现场总线控制系统在结构上只有现场设备和操作管理
站两个层次。
1.5 本文研究的主要内容
本课题主要任务是在保证所设计的喷漆机器人小臂系统满足任务书中技术
要求的前提下完成：（1）总体方案的论证设计；（2）小臂系统的设计；（3）绘制
总装图、部件图和零件图；（4）撰写设计说明书。
本文以喷漆机器人为研究对象，根据任务书的设计要求，进行总体方案论证
设计，包括对喷漆机器人坐标形式、驱动系统、传动系统和平衡系统方案的选择，
并进行小臂系统设计，包括对小臂系统及腕部结构形式的设计，并对重要零部件
进行了设计计算。具体内容如下：
首先，对查阅的资料进行分析和总结，了解喷漆机器人的相关基础知识、国
内外研究现状，以及工业喷漆机器人的相关技术知识。
其次，根据任务书设计要求和有关原理，对喷漆机器人的总体方案进行设计，
对不同的设计方案进行比较，选择确定总体方案的设计。包括机器人坐标方式、