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1、工业机器人自动化生产线已经成为自动化装备的主流和未来的发展方向。本节围绕工业机器人的应用及工作站的一般设计原则进行阐述，以帮助建立机器人工作站设计的基本思路。本 节 导 入机器人可以在有毒、噪声、高温等危险或有害的环境中长期稳定地工作用机器人高效地完成一些简单、重复性的工作，可提高生产效率和生产质量如果经常对机械设备进行保养和维修，有可能使机械设备的寿命超过人类若使用机器人能够带来更大的效益，则可优先选用机器人要考虑机器人的实际工作能力，机器人只能在人的控制下完成一些特定的工作在设计和应用工业机器人时，应全面和均衡考虑机器人的通用性、环境的适应性、耐久性、可靠性和经济性等因素，具体遵循的准则如

2、下。是指使用一台或多台机器人，配以相应的周边设备，用于完成某一特定工序作业的独立生产系统，也可称为机器人工作单元末端执行器等辅助设备及其他周边设备则随应用场合和工件特点的不同存在着较大差异，因此这里只阐述一般工作站的构成和设计原则。机器人及其控制系统、辅助设备及其他周边设备机器人控制系统示教器传感器8.1.2 机器人工作站的一般设计原则工作站的设计是一项较为灵活多变、关联因素甚多的技术工作，若将共同因素抽象出来，可得出一般的设计原则。8.1.2 机器人工作站的一般设计原则1、作业顺序和工艺要求对作业对象（工件）及其技术要求进行认真细致的分析，是整个设计的关键环节，它直接影响工作站的总体布局、机

3、器人型号的选择、末端执行器和变位机等的结构，以及其周边机器型号的选择等。这十项设计原则体现了工作站用户多方面的需要，下面只对具有特殊性的前四项原则展开讨论。时间和精力占比工件越复杂，作业难度越大，投入精力的比例就越大；分析得越透 彻，工作站的设计依据就越充分，将来调试时间和修改变动量就可能越少。8.1.2 机器人工作站的一般设计原则在成批生产中，对工件形状的一致性应有严格的要求。在那些定位困难的情况下，还需与用户商讨，适当改变工件形状的可能性，使更改后的工件既能满足产品要求，又为定位提供方便。如果在前期工序中对工件尺寸控制不准、精度偏低，就会造成工件在机器人工作站中的定位困难，甚至造成引入机器

4、人工作站决策的彻底失败。8.1.2 机器人工作站的一般设计原则设计时要以工件的受力和变形，产品质量符合最终要求为原则确定其他因素，必要时还应进行关键内容的试验，通过试验数据确定关键参数。如果工件质量过大，已经无法从现行产品中选择标准机器人，那就要设计并制造专用机器人。8.1.2 机器人工作站的一般设计原则具体内容有年产量、工作制度、生产方式、工作站占用空间、操作方式和自动化程度等。要充分分析工厂的实际情况，多次商讨对于作业的要求，最终形成行之有效的系统方案。对于焊接工作站，要注意焊渣飞溅的防护。对于喷涂或粉尘较大的工作站，要注意有毒物的防护。对于高温作业的工作站，要注意温度对计算机控制系统、导

5、线、机械零部件和元器件的影响。8.1.2 机器人工作站的一般设计原则2、工作站的功能要求和环境条件机器人工作站的生产作业是由机器人连同它的末端执行器、夹具和变位机以及其他周边设备等具体完成的，其中起主导作用的是机器人。因此，这一设计原则在选择机器人时必须首先满足。满足作业的功能要求，具体到选择机器人时，可从三方面加以保证：有足够的持重能力足够大的工作空间有足够多的自由度8.1.2 机器人工作站的一般设计原则机器人手腕所能抓取的质量是机器人的一个重要性能指标，习惯上称为机器人的可搬质量。环境条件可由机器人产品样本的推荐使用领域加以确定。下面分别讨论。一般说来，同一系列的机器人，其可搬质量越大，它

6、的外形尺寸、手腕工作空间、自身质量以及所消耗的功率也就越大。在设计中，需要初步设计出机器人的末端执行器，比较精确地计算它的质量，然后确定机器人的可搬质量。在某些场合，末端执行器比较复杂，结构庞大，如一些装配工作站和搬运工作站中的末端执行器。质量参数是选择机器人最基本的参数，决不允许机器人超负荷运行。8.1.2 机器人工作站的一般设计原则工作空间是机器人运动时手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也称为工作区域，它是机器人的另一个重要性能指标。由于末端执行器的形状和尺寸是多种多样的，为真实反映机器人的特征参数，故作业范围是指不安装末端执行器时的工作区域。作业范围的大小不仅与机器人各连杆的尺寸