简述工业机器人各大领域的应用

在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。

1、汽车制造领域

汽车制造生产线中的点焊和喷漆工作量极大，且要求有较高的精度和质量，由于采用传送带流水作业，速度快，上下工序要求严格，所以采用焊接机器人和喷漆机器人作业可保证质量和提高效率。图1是一个喷漆机器人系统示意图。喷漆机器人的运动是采用空间轨迹运动控制方式。图2是一个焊接机器人系统的示意图。焊接机器人还分成采用点位控制的点焊机器人和轨迹控制的焊接机器人两种。

1-操作机 2-识别装置 3-外起动 4-喷漆工件 5-示教手把 6-喷枪

7-漆罐 8-外同步控制 9-生产线停线控制 10-控制系统 11-遥控急停开关 12-油源

图1 喷漆工业机器人系统示意图

1-总机座 2、6 轴旋转换位器 3、4-控制装置 5-工件夹具 6-工件 7-焊接电源

图2 弧焊工业机器人系统

2、机械制造领域

机械制造企业的柔性制造系统采用搬运机器人搬运物料、工件和工具，装配机器人完成设备的零件装配，测量机器人进行在线或离线测量。

图3 机器人用于零件装配

如图3所示是两台机器人用于自动装配的情况，主机器人是一台具有3个自由度，且带有触觉传感器的直角坐标机器人，它抓取第1号零件，并完成装配动作，辅助机器人仅有一个回转自由度，它抓取第2号零件，1号和2号零件装配完成后，再由主机械手完成与3号零件的装配工作。

1-CNC铣床 2-传送带 3-机器人

4-CNC车床 5-料仓 6-中央处理器

图4 机器人上下料

如图4所示是一教学型FMS，由一台CNC车床，一台CNC铣床，工件传送带，料仓，两台关节型机器人和控制计算机组成。两台机器人在FMS中服务，一台机器人服务于加工设备和传送带之间，为车床和铣床装卸工件；另一台位于传送带和料仓之间，负责上下料。

在电路板生产流水线一般使用插装机器人完成器件的查找、搬运和装配，如图8-17e就是插装机器人的典型结构，它主要有搬运器件的手臂的摆动和抓取插装过程的上下运动两个动作。

3、其他领域

机器人在其他领域应用也非常广泛，如，工业机器人可以取代人去处理一些如放射线、火灾、海洋、宇宙等环境的危险作业，如2004年1月4日美国“勇气”号火星探测机器人实现了人类登陆火星的梦想（图5为“勇气”号的图片）。

工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。

图5 勇气号火星探测器