在自动喷涂线上采用的喷涂机器人和喷涂机除应具备基本工作参数和功能外,另外还应具备:喷涂机器人的工作速度必须高于正常喷涂速度的150%,以满足同步时快速运行;自动启动Leabharlann Baidu能;

　　涂料自动输送与换色系统:为保证自动喷涂线的喷涂质量,涂料输送系统必须采用自动搅拌和主管循环,使输送到各工位喷具上的涂料粘度稀、稠保持一致。对于多色种喷涂作业,喷具采用自动换色系统。这种系统包括自动清洗和吹干功能。换色器一般安装在离喷具较近的位置,这样,减少换色的时间,满足时间节拍要求。同时,清洗时浪费涂料也较少。自动换色系统由机器人控制,对于被喷零件的色种指令,则由总控系统给出。

　　20世纪90年代开始,各国机器人发展新计划得已展开。如日本的“未来工厂”发展计划,空间机器人计划,以及为期10年的微机器人发展计划;美国提出用于国家经济繁荣和安全的22项关键技术中,第七项就是包括机器人、传感器、控制系统的智能加工设备计划。90年代是具有各类传感功能的第二代工业机器人走向实用化的年代。瑞典ABB机器人公司推出TR5002、TR5003、6-7轴新型交流伺服喷漆机器人,并推出IRB6000交流伺服点焊机器人新系列,负载达1176N(120kgf。

　　自动输送链:自动喷涂线上输送零件的自动输送链有悬挂链和地面链两种。悬挂链分普通悬挂链和推杆式悬挂链。地面链的种类很多,有台车输送链、链条输送链、滚子输送链等。目前,汽车涂装广泛采用滑撬式地面链,这种链运行平稳、可靠性好,适合全自动和高光泽度的喷涂线使用。输送链的选择取决于生产规模、零件形状、重量和涂装工艺要求。悬挂链输送零件时,挂具或轨道上有可能掉异物,故一般用于表面喷涂质量要求不高和工件底面喷涂的自动线。而对大型且表面喷涂质量要求较高的零件,都采用地面链。

　　一是扩展简易型直角坐标机器人,大量用于多点定位焊接及装配和搬运工序,价格可降到关节式机器人的l/2~l/3;

　　二是减少机器人型号和品种,操作机和控制器均采用通用化元器件,标准化、模块化组件和结构件,以减低成本适应国际价格竞争环境。

　　7机器人向多种行业扩展,随着工业机器人向更加深度和广度发展以及机器人智能化的提高,使机器人应用范围不断扩大。

　　机器人自动喷涂线:广泛采用通用机器人组成的自动线。这种自动线适合较复杂形面的喷涂作业,适合喷涂的产品可从汽车工业、机电产品工业、家用电器工业到日用品工业。因此,这种自动线上配备的机器人要求动作灵活、机器人的自由度为5~6个。

　　机器人与喷涂机自动线:这种形式的自动线一般用于喷涂大型工件,即大平面、圆弧面及复杂形面结合的工件,如汽车驾驶室、车厢或面包车等。机器人用来喷涂车体的前后围及圆弧面,喷涂机则用来喷涂车体的侧面和顶面的平面部分。

　　也可以按照操作运行速度进行选择,对于装配机器人,由于要求其有较高的点位重复精度和较高的运行速度,通常在运行速度相对较

　　低(≤4.5m/s的情况下,可采用AC、DC或步进电动机伺服驱动系统;在速度、精度要求均很高的条件下,多采用直接驱动(DD电动机驱动系统。

　　工业机器人主要的驱动系统有电液伺服驱动系统、气动驱动系统、电动驱动系统。

　　在功能强、价格低的计算机面世之前,早期的机械手和机器人中,其操作机多应用连杆机构中的导杆、滑块、曲柄,多采用液压(气压活塞缸(或回转缸来实现其直线和旋转运动。

　　随着控制技术的发展,对机器人操作机各部分动作要求的不断提高,电动机驱动在机器人中应用日益广泛。

　　目前,只在简易经济型、重型工业机器人和喷涂机器人(在喷漆环境中,存在易爆可燃物质,不允许使用电压超过9V的电器中,才考虑采用液压驱动方式。

　　政府的重视,并己形成了机器人产业。世界机器人工业继续稳步增长,近年世界机器人的年销售额已达数十亿美元,世界机器人平均年增长率在10%以上,每年新增机器人约十余万台,目前全世界工业机器人总台数已超过百万台,其中日本约占总数量和新增机器人数量的50%。

　　当输送链上的被喷涂零件移动到达喷涂机器人的工作范围时,喷涂机器人必须开始作业。喷涂机器人开始作业的启动信号由工件到位自动检测装置给出,此信号启动喷涂机器人的喷涂程序。如果没有工件进入喷涂作业区,喷涂机器人则处于等待状态。启动信号的另一作用是作为总控系统对工件排队中减去一个工件的触发信号。工件到位自动检测装置一般采用红外光电开关或行程开关产生启动信号。

　　由压机、搬运机器人和烧成车组成。制造耐火砖时,把和好的耐火材料送入压机,经过模压后,使耐火材料成为砖的形状,搬运机器人从压机中把砖夹出来,在烧成车上堆垛,然后把烧成车同砖送入炉中烧烤。搬运机器人的主要作业是从压机中取出砖块,按堆垛要求,把砖块堆放在烧成车上。机器人与压机、烧成车按一定顺序作业,并保持一定的互锁关系。

　　压铸机器人应用实例:压铸机器人是在恶劣环境下24h代替人工操作的极好的例子。目前用于压铸的机器人大多是通用型机器人,专门用于自动压铸系统的机器人为数极少, ALMART系列机器人是其中具有代表性的一种,该系列自70年代推出,至90年代已开发出三代型号,用于80、125、150、250t压铸机,进行汽车零件等的压铸生产。

　　4采用特殊的减速机构传动代替谐波传动,这种传动在大负载力矩下刚性较好,成本低。

　　5操作机的本体采用杆臂结构或细长臂和轴向式腕关节,以及关节机构、电动机、减速器、编码器有机结合,全部电、气管线不外露,形成一个十分完整的防尘、防漏、防爆、防水全封闭一体化结构。

　　目前国际上商业化的机器人大部分属于示教再现型,即T/ P(Teaching and P1ayback型机器人。采用示教盒示教或人工引导示教方式,工作时再现示教好的程序,可重复工作并能优化工艺过程。第一代示教再现型机器人大部分用于工业生产。

　　在国外使用工业机器人行业的分布次序,大概为:电子、电器、汽车制造、塑料成形、通用机械、金属加工、运输及仓储、食品、轻工;按作业性质排序为:装配、弧焊、点焊、机械加工、塑料压制、测量/检查/试验、冲压、喷漆、铸造。

　　机器人自动喷涂线的结构和系统功能:机器人自动喷涂线的结构根据喷涂对象的产品种类、生产方式、输送型式、生产纲领及油漆种类等工艺参数确定,并根据其生产规模、生产工艺和自动化程度设置系统功能。

　　识别系统是自动线,尤其是多品种混流生产线必须具备的基本单元。它根据不同零件的形状特点进行识别,一般采用多个红外线光电开关,按能产生区别零件形状特点的信号而布置安装位置。当自动线上被喷涂零件通过识别站时,将识别出的零件型号进行编组排队,并通过通信送给总控系统。

　　摘要:主要介绍工业机器人的发展及现状、工业机器人驱动与控制系统和工业机器人的应用。

　　计算机技术的不断进步和发展使机器人技术的发展一次次达到一个新水平。上至太空舱、宇宙飞船,下至微机器人、深海开发,机器人技术已拓展到全球经济发展的诸多领域,成为高科技中极为重要的组成部分。人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、应用产生了密不可分的关系。人类社会的发展已离不开机器人技术,而机器人技术的进步又对推动科技发展起着不可替代的作用。

　　仿形机器人自动线:仿形机器人是一种根据喷涂对象形状特点进行简化的通用机器人,使其完成专门作业,一般有机械仿形和伺服仿形机器人两种。这种机器人适合厢体零件的喷涂作业。由于仿形作用,喷具的运动轨迹与被喷零件的形状相一致,在最佳条件下喷涂,因而喷涂质量亦最高。这种自动线的另外一个特点是工作可靠,但不适合形面较复杂零件的喷涂。

　　分析速度比普通计算机快千万倍,可更快、更好地完成语言识别、图像处理等工作。

　　从近些年世界几大机器人公司,如ABB(瑞典的阿西亚公司[ASEA]和瑞士的布朗勃法瑞公司[BBC Brown Boveri]在1988年合并而来、安川电机(日本、GMF(日本、美国、FANUC(日本等公司推出的产品来看,发现有如下一些特点和趋势:

　　考虑到21世纪社会生活的高龄化人口比率的增加,国外效仿“个人计算机”,提出“个人机器人”概念。个人机器人定义为协助人的生活,使个人生活更加舒适、安全和高效。这方面的发展可能与20世纪个人计算机相似,将会在21世纪普及和推广。

　　8军事应用,如侦察无人机,无人驾驶空中飞行器,无人驾驶军事车辆,探雷、排雷,放射性有毒物处理,战壕挖掘,敌情收集、分析、传送,小型侦察器(机器虫等军事应用机器人,目前正在各先进国家中开发,如美国国防高级研究计划局(DARPA正主持开发多种军事应用机器人项目。

　　工业机器人驱动系统,按动力源分为液压驱动、气动驱动和电动驱动三种基本驱动类型,根据需要也可采用由这三种基本驱动类型组合成的复合式驱动系统。工业机器人驱动系统设计的选用原则:工业机器人驱动系统的选用,应根据工业机器人的性能要求、控制功能、运行的功耗、应用环境及作业要求、性能价格比以及其他因素综合加以考虑。在充分考虑各种驱动系统特点的基础上,以保证工业机器人性能规范、可行性和可靠性的前提下做出决定。

　　当今机器人技术正逐渐向着具有行走能力、多种感觉能力以及对作业环境的较强自适应能力的方面发展。各种类型具有视觉、触觉、高灵巧手指、能行走的智能机器人相继出现,开始用于精密装配、核工业、宇航和深海开发、各种恶劣环境和农业部门,并出现了多传感器融合、具有一定语言能力的机器人。

　　机器人正朝第三代智能化机器人方向发展:自学习、自适应控制、自治行动。美国贝尔科尔公司已成功地将神经网络装配在芯片上,其

　　对轻负荷的搬运,上、下料点位操作的工业机器人则可以考虑采用气压驱动方式。

　　各种工业机器人可以以单机形式使用,也可以作为生产系统中的一个构成部分使用。随着社会需求发展的变化,工业机器人因其灵活性好,将在柔性自动化制造系统中应用越来越多。工业机器人用途很广,型号达数百种。这里重点介绍几种典型工业机器人,并对机器人自动喷涂线及其控制系

　　然后是按照作业环境要求进行选择,从事喷涂作业的工业机器人,由于工作环境需要防爆,考虑到其防爆性能,多采用电液伺服驱动系统和具有本征防爆的交流电动伺服驱动系统。水下机器人、核工业专用机器人、空间机器人,以及在腐蚀性、易燃易爆气体、放射性物质环境中工作的移动机器人,一般采用交流伺服驱动。如要求在洁净环境中使用,则多要求采用直接驱动(Direct Drive—DD电动机驱动系统。

　　同步系统一般用于连续运行的通过式生产线上,使机器人、喷涂机工作速度与输送链的速度之间建立同步协调关系,防止因速度快慢差异造成的设备与工件相撞。同步系统自动检测输送链速度,并向机器人和总控制台发送脉冲信号,机器人根据链速信号确定再现程序的执行速度,使机器人的移动位置与链上零件位置同步对应。

　　如建筑业地面和壁面作业、高层建设水泥结构的组装、钢筋自动焊接以及深层地基作业等机器人,已研制出样机并试用于施工现场。采矿机器人取代危险性作业在国外也有了一定的进展。

　　电力系统高压线路维护和检修,供水、供气、污水管道的维修、检查用机器人已开发出样机及部分产品。

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　　首先是按照控制方式选择,对物料搬运(包括上、下料、冲压用的有限点位控制的程序控制机器人,低速重负载时可选用液压驱动系统;中等负载时可选用电动驱动系统;轻负载时可选用电动驱动系统;轻负载、高速时可选用气动驱动系统,冲压机器人手爪多选用气动驱动系统。

　　1大部分采用最新交流伺服电动机间接式直接驱动,或采用DD电动机直接驱动,进一步改善了机器人动态特性。由于没有直流电动机的换向电刷,可靠性也大大提高。

　　2采用绝对值编码器进行位置检测,使机器人起动后,无需原点复位即可投入运行,因而减少了非工作时间。

　　3采用64位以上数字伺服驱动单元,以软件改变系统参数。不但便于调试,精度也比过去大大提高。主控机采用32位以上单CPU或多CPU控制,以提高机器人插补运算和坐标变换的运算速度。