工業機器人應用的現狀與未來
信息科技
作者：程劍新
摘要 工業機器人從無到有直至快速發展，隻用了半個多世紀，發展了多種類、涉及多學科門類、寬應用麵的機器人，在當今社會中發揮著越來越重要的作用。本文在機器人的應用現狀與今後的發展方向上做了較為全麵的敘述。
關鍵詞 機器人；應用現狀；未來
中圖分類號TP242.2 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）83-0212-02
機器人作為機電一體化的典型代表，其技術從研究、開發到產業化的整個曆史僅五十餘年[1]。50年代初在美國有了它的原型，60年代初即推出了最初的商品，70年代以後，機器人和以機器人為核心的自動化設備在工業發達國家，尤其是在日本，有了廣泛的應用。特別是當機器人在汽車等製造業中得到廣泛的推廣應用之後，它的技術有了長足的進步。80年代之後，人們為了讓機器人技術在各行各業擴展、應用，於是有了各式各樣特種機器人的出現，如機械製造、建築、醫用、水下以及軍用機器人等等，特別是在工業生產中，機器人所發揮的優勢越來越明顯[1]。
1 機器人應用的現狀
1.1 焊接
焊接作業是機器人的主要用途之一。現在，機器人能夠輕而易舉且經濟地完成兩類性質的焊接作業，即點焊和弧焊。點焊作業要求教會機器人一係列點，由於連接在一起的金屬部件形狀可能很不規則，常常需要有一隻靈活的機械手腕。這隻手腕使得焊接工具能準確的對準所要求的焊接點，焊槍不與部件的其它部分接觸。一般，這些機器人所夾持的焊接工具都大而重，同時還要求機械手具有很大的活動範圍。
弧焊這種焊接方式也為汽車工業所廣泛應用，它經常用於焊接形狀不規則的或較寬的焊縫。在這種情況下，通常選用為這一特殊的用途而專門設計的一種連續軌跡伺服控製的機器人，如果要焊的部件可以準確放置並固定，就可以預先見複雜的三維軌跡示教給機器人，不需要外接傳感器。現在許多機器人在焊接工具前方裝有一隻位置傳感器，它能提供焊接中有關軌跡不規則的信息，有的還配備傳感器反饋裝置。
1.2 噴漆
人不宜從事噴漆作業，因為可能發生火災，霧狀漆還會致癌，因此噴漆作業是機器人的特有用途。使用機器人的另一個優點是最終形成的塗層遠比人所能幹出的更加均勻。它能生產出優質產品，返修率低，節省大量的漆。用於此目的的機器人通常能完成直線和連續軌跡運動。一般由最優秀的噴氣師給噴漆機器人編程，他的動作由一台或多台機器人模範出來。噴漆一般不需要外部傳感器，但是待噴漆的零部件應準確地提供給機械手。
1.3 磨削
兩塊金屬經電弧焊後，在焊縫處會出現焊珠。為了外觀或滿足功能需要，要進行磨削作業。這自然是機器人的一項任務，因為機械手可以使用電弧焊作業使用過的同樣程序，隻需要卸下焊接工具換上旋轉式砂輪。
另一項磨削任務是在金屬部件上進行的，這裏將鑄件的正確外觀尺寸，使用連續軌跡編程的方法示教給機器人。砂輪隨之磨掉任何要求之外的突出部分，對過大的鑄件表麵加以修飾。第三項磨削作業是打毛刺，將剛鑽完的孔周圍的無用材料磨掉，為了提高生產率，自動鑽孔後要用機器人完成清理任務。
1.4 涉及旋轉工具的其它用途
機器人還可以用於拋光、鑽孔、仿形銑、上螺母和擰螺絲。鑽孔和仿形銑兩種作業，如不要求極高的精度，可采用點位或連續軌跡的預編程序。但是，在鑽孔定位要求嚴格處需使用樣板。這種加工的難點是，除非機器人的腕部有柔性，否則，無論是部件還是機器人本身說引起的任何一點不對準，都會損壞樣板或使鑽孔定位不準。利用柔性腕，這個問題已經解決，它能使鑽頭對準樣板鑽孔。
1.5 零部件裝卸和傳送
將零部件或物體從某一位置移到工作區的另一位置，是機器人的最常見的用途之一。通常包括“碼放”和“卸貨”兩種作業形式。其它重要的零部件裝卸用途，都涉及拾取半成品或未完工的零部件，並將其送至機床作最後加工，這種作業對人類不安全，而對機器人則可以輕鬆完成。