簡述工業(yè)機(jī)器人各大領(lǐng)域的應(yīng)用

在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(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)器人自動化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高社會生產(chǎn)效率，推動企業(yè)和社會生產(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是一個噴漆機(jī)器人系統(tǒng)示意圖。噴漆機(jī)器人的運(yùn)動是采用空間軌跡運(yùn)動控制方式。圖2是一個焊接機(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-識別裝置 3-外起動 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，測量機(jī)器人進(jìn)行在線或離線測量。

圖3 機(jī)器人用于零件裝配

如圖3所示是兩臺機(jī)器人用于自動裝配的情況，主機(jī)器人是一臺具有3個自由度，且?guī)в杏|覺傳感器的直角坐標(biāo)機(jī)器人，它抓取第1號零件，并完成裝配動作，輔助機(jī)器人僅有一個回轉(zhuǎn)自由度，它抓取第2號零件，1號和2號零件裝配完成后，再由主機(jī)械手完成與3號零件的裝配工作。

1-CNC銑床 2-傳送帶 3-機(jī)器人

4-CNC車床 5-料倉 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CNC車床，一臺CNC銑床，工件傳送帶，料倉，兩臺關(guān)節(jié)型機(jī)器人和控制計算機(jī)組成。兩臺機(jī)器人在FMS中服務(wù)，一臺機(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；另一臺位于傳送帶和料倉之間，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)器件的手臂的擺動和抓取插裝過程的上下運(yùn)動兩個動作。

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)境的危險作業(yè)，如2004年1月4日美國“勇氣”號火星探測機(jī)器人實現(xiàn)了人類登陸火星的夢想（圖5為“勇氣”號的圖片）。

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)的長時間作業(yè)，或是危險、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)械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。

圖5 勇氣號火星探測器