工业机器人工作站系统集成(FANUC) T-03-O-F-工业机器人工作站系统集成认识数字化教材.pdf

第一章工业机器人工作站系统认识

1.工业机器人工作站的定义

工业机器人工作站系统是把工业机器人本体、机器人控制器、控

制软件和应用软件与机器人周边设备结合起来，应用于焊接、搬运、

插装、涂喷、机床上下料等工业自动化领域。

工业机器人（产业机器人）应用于工农业生产中，主要用在制造

业，进行焊接、喷漆、装配、搬运、检验、农产品的加工等产业。

工业机器人工作站和工业机器人生产线的区别在于，工业机器人

工作站进行简单作业，且使用一台或者两台机器人的生产体系；工业

机器人生产线进行工序内容多的复杂作业，使用了多台以上的机器人

生产体系。

2.工业机器人工作站系统的构成

工业机器人工作站主要包括：搬运机器人(Transferrobot)工作站，

焊接机器人（Weldingrobot）工作站，机加工机器人工作站，喷涂

机器人工作站等。

2.1搬运机器人工作站

搬运作业是指用一种设备握持工件，从一个加工位置移到另一个

加工位置的过程。如果采用工业机器人来完成这个任务，整个搬运系

统则构成了工业机器人搬运工作站。给搬运机器人安装不同类型的末

端执行器，可以完成不同形态和状态的工件搬运工作。

典型的搬运机器人工作站如图2.1所示，由搬运机器人和周边设

备（工件自动识别装置、自动启动及自动传输装置等）组成。

图2.1搬运机器人工作站系统

2.2焊接机器人工作站

焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。根据

国际标准化组织（ISO）工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业

机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机

（Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领

域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一

个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工

业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊（割）枪的，使之能进行焊接，切

割或热喷涂。

典型的焊接机器人工作站如图2.2所示。系统包括机器人操作机、

变位机、控制器、焊接系统、焊接传感器、中央控制计算机和相应的

安全设备等。

图2.2焊接机器人工作站系统

2.3机加工机器人工作站

把机器人的终端执行器变为具有铣削、钻削、雕刻等功能的主轴

系统，就使机器人成为机加工机床。如果采用工业机器人来完成这个

任务，整个机加工过程中的部分任务由机器人完成则构成了机加工机

器人搬运工作站。给工业机器人安装不同类型的末端执行器，可以完

成不同机加工作业。机加工机器人工作站能够实现切割、打磨、去毛

刺、清洗、抛光、水切割等加工应用。

工业机器人与数控机床相比，机器人的运动为开式运动链而数控

机床为闭式运动链；工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关

节且均为直角坐标系统；工业机器人是用于工业中各种作业的自动化

机器，而数控机床应用于冷加工;机器人灵活性好，数控机床灵活性差。

图2.3为FANUC水切削机器人工作站系统。图2.4为铣削机器人

工作站系统

图2.3FANUC水切削机器人工作站系统

图2.4为铣削机器人工作站系统

2.4喷涂机器人工作站

典型的喷涂机器人工作站主要由涂装机器人、机器人控制系统、

供漆系统、自动喷枪/旋杯、喷房、防爆吹扫系统等组成。

3.机器人工作站系统的组成

工业机器人工作站包括机器人、机器人末端执行器、夹具和变位

机、机器人架座、配套及安全装置、动力源、工件储运设备、检查、

监视和控制系统。如图3.1所示。

图3.1工业机器人工作站系统的组成

在设计机器人工作站时，要遵循以下一般设计原则：

（1）要充分分析作业对象，拟定最合适的作业工艺；

（2）满足作业的功能要求和环境条件；

（3）满足生产节拍要求；

（4）整体及各组成部分满足安全标准和规范；

（5）设备及控制系统应具有故