在發(fā)達(dá)國(guó)家中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流及未來(lái)的發(fā)展方向。國(guó)外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了大量的工傷事故。全球諸多國(guó)家近半個(gè)世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高社會(huì)生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。

1、汽車制造領(lǐng)域

汽車制造生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊和噴漆工作量極大，且要求有較高的精度和質(zhì)量，由于采用傳送帶流水作業(yè)，速度快，上下工序要求嚴(yán)格，所以采用焊接機(jī)器人和噴漆機(jī)器人作業(yè)可保證質(zhì)量和提高效率。圖1是一個(gè)噴漆機(jī)器人系統(tǒng)示意圖。噴漆機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)是采用空間軌跡運(yùn)動(dòng)控制方式。圖2是一個(gè)焊接機(jī)器人系統(tǒng)的示意圖。焊接機(jī)器人還分成采用點(diǎn)位控制的點(diǎn)焊機(jī)器人和軌跡控制的焊接機(jī)器人兩種。

1-操作機(jī) 2-識(shí)別裝置 3-外起動(dòng) 4-噴漆工件 5-示教手把 6-噴槍

7-漆罐 8-外同步控制 9-生產(chǎn)線停線控制 10-控制系統(tǒng) 11-遙控急停開關(guān) 12-油源

圖1 噴漆工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)示意圖

1-總機(jī)座 2、6 軸旋轉(zhuǎn)換位器 3、4-控制裝置 5-工件夾具 6-工件 7-焊接電源

圖2 弧焊工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)

2、機(jī)械制造領(lǐng)域

機(jī)械制造企業(yè)的柔性制造系統(tǒng)采用搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)物料、工件和工具，裝配機(jī)器人完成設(shè)備的零件裝配，測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行在線或離線測(cè)量。

圖3 機(jī)器人用于零件裝配

如圖3所示是兩臺(tái)機(jī)器人用于自動(dòng)裝配的情況，主機(jī)器人是一臺(tái)具有3個(gè)自由度，且?guī)в杏|覺(jué)傳感器的直角坐標(biāo)機(jī)器人，它抓取第1號(hào)零件，并完成裝配動(dòng)作，輔助機(jī)器人僅有一個(gè)回轉(zhuǎn)自由度，它抓取第2號(hào)零件，1號(hào)和2號(hào)零件裝配完成后，再由主機(jī)械手完成與3號(hào)零件的裝配工作。

1-CNC銑床 2-傳送帶 3-機(jī)器人

4-CNC車床 5-料倉(cāng) 6-中央處理器

圖4 機(jī)器人上下料

如圖4所示是一教學(xué)型FMS，由一臺(tái)CNC車床，一臺(tái)CNC銑床，工件傳送帶，料倉(cāng)，兩臺(tái)關(guān)節(jié)型機(jī)器人和控制計(jì)算機(jī)組成。兩臺(tái)機(jī)器人在FMS中服務(wù)，一臺(tái)機(jī)器人服務(wù)于加工設(shè)備和傳送帶之間，為車床和銑床裝卸工件；另一臺(tái)位于傳送帶和料倉(cāng)之間，負(fù)責(zé)上下料。

在電路板生產(chǎn)流水線一般使用插裝機(jī)器人完成器件的查找、搬運(yùn)和裝配，如圖8-17e就是插裝機(jī)器人的典型結(jié)構(gòu)，它主要有搬運(yùn)器件的手臂的擺動(dòng)和抓取插裝過(guò)程的上下運(yùn)動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作。

3、其他領(lǐng)域

機(jī)器人在其他領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如，工業(yè)機(jī)器人可以取代人去處理一些如放射線、火災(zāi)、海洋、宇宙等環(huán)境的危險(xiǎn)作業(yè)，如2004年1月4日美國(guó)“勇氣”號(hào)火星探測(cè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了人類登陸火星的夢(mèng)想（圖5為“勇氣”號(hào)的圖片）。

工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工和簡(jiǎn)單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。

圖5 勇氣號(hào)火星探測(cè)器