2.1 工业机器人

着它们的才能。

从用途角度来说，装配机器人可以分为组装机器人和包装机器人，如图 2-5 所示。

组装机器人是自动化生产线上的关键设备，目的是对零部件进行装配和组合，具有精度高、柔顺性好、工作范围小等优点，能与其他系统配套使用。组装机器人可分为两类，即可编程通用装配操作手机器人和平面双关节型机器人。

图2-5 组装机器人（左）和包装机器人（右）

实际生产过程中的打包、封口、装箱等工序，都可以由包装机器人完成。例如饮料的灌装和旋盖，都可以由同一台机器人完成。相比于传统的人工操作，包装机器人既能提高包装的效率和质量，又能完成一些手工包装无法实现的任务，如真空包装、充气包装、等压灌装，等等。那些在超市中售卖、外包装上写着“无菌灌装”的牛奶，就是由多功能包装机器人在灭菌环境下完成充装封口的。

可怜的巴克特先生们无须难过。与其唉声叹气地抱怨，不如抓紧时间去学习如何操作这些机器人，让机器来给我们创造更多的价值。

4．勤勤恳恳的装卸工

东西搬不动，机器人来帮你。在工厂中，需要不断地把沉重的物料、零部件和产品运输到不同的地点，而搬运机器人正是完成这些工作的一把好手。它可以灵活地装卸货物、自由移动，轻松解决了工厂车间内部的物流难题。

在自动化生产车间中，经常可以看到地面上有和城市道路上类似的人行横道，这是怎么回事呢？原来，工人们在车间内行走的时候，都要避让运输物料的自动牵引车（AGV）（见图 2-6），它们可是有优先通行权的。自动牵引车是一种能够按照设定好的导引路径，自动完成工业应用中各种搬运任务的运输车。AGV 具有行动快捷、工作高效、结构简单、安全可控、占地面积小等优点，已广泛应用于仓储、邮局、机场、制造业、图书馆、港口码头等行业。按照导航方式的不同，AGV 可分为电磁感应引导式、激光引导式和视觉引导式三大类。其中视觉引导式最为先进，涉及图像处理技术等前沿课题，是目前研究的热点。

图2-6 AGV

厂房中摆放整齐的一箱箱成品通常是由码垛机器人完成的，如图 2-7 左图所示。它们的作用是把包装好的产品从生产线上面搬运下来，堆码在推盘上，等待运输设备取走。

码垛机器人结构简单、占地面积少、适用性强、能耗低，已经在现代生产和物流行业中被广泛使用。按照结构坐标系分类，码垛机器人可以分为直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和关节坐标型四类。

每年的“双 11”都成了商家和消费者的盛宴，同时也累坏了物流公司。海量的快递要送往全国各地，物流公司不仅需要准备更大的仓库防止爆仓，也需要迅速准确地对物品进行分拣发送。如果是以前，这项工作必须经过人的检视才能完成。不过现在，分拣机器人可以通过扫描包装上的条形码，对物品的属性和运输目的地进行迅速识别与分类，大大提高了物流效率。分拣机器人具有持续高负荷工作、分拣误差率低、工作人员少等优势，可广泛应用于物流、农产品分拣等领域。如英国发明的光学法土豆分拣机器人，可以通过红外线反射区分土豆的良好部分和腐烂部分，从而对土豆的品质进行甄别。该机器人 1 小时内可以分拣 3 吨土豆，相当于原来 6 名操作工人的工作量，同时工作质量大大提高。图 2-7 右图展示了一款分拣机器人。

图2-7 码垛机器人（左）和分拣机器人（右）

5．工业产品的喷涂师

如今，马路上川流的汽车越来越漂亮，除了时尚的造型设计外，靓丽的车漆也功不可没。大家知道车漆通常是由四个漆层组成的吗？即在车身钢板之上，分别涂有电泳层、中涂层、色漆层和清漆层四个漆层，这四个漆层共同构成了我们目视所见的车漆。以前，汽车生产车间的喷漆工艺是由人工完成的。由于油漆中含苯，所以长期在苯浓度相当高的喷漆车间里工作的工人，特别容易罹患骨髓造血功能障碍，严重影响身体健康。现在，多亏有了“工业产品的喷涂师”—— 喷涂机器人，才把人从喷漆这种高危作业环境中解救出来。

喷涂机器人又叫喷漆机器人，如图 2-8 所示，对灵活性的要求很高，所以机器人本体多采用 5 或 6 自由度关节式结构，腕部一般也采用 2 或 3 自由度结构。喷涂机器人工作范围大、喷涂质量稳定、材料利用率高、易于操作和维护，已广泛应用于汽车、仪表、电器、搪瓷等制造行业。由于涂料是易燃易爆品，所以喷涂机器人一般采用液压驱动，而非电气驱动。

图2-8 喷涂机器人

6．人与机器协作生产

一提到大名鼎鼎的工业机器人企业发那科，人们首先想到的是标志性的黄色。然而，发那科却研制出了一台如图 2-9 中所展示的绿色机器人，这到底是怎么回事呢？这款机器人便是发那科研发的“协作机器人”CR-35iA，其最大特点是无须在周围加装护栏，就可与人一起协同工作。与之形成鲜明对比的是，传统的工业机器人只能在围栏里工作，以避免碰伤周围的人员。协作机器人的奥妙在于，它在力学传感器的帮助下，可以感应任何触碰并停止可能带来伤害的移动。加之其外敷材料采用了柔软的橡胶而非