作為先進制造業中不可替代的重要裝備和手段，工業機器人已經成為衡量一個國家制造水平和科技水平的重要標志。據相關統計數據表明，工業機器人主要用于汽車工業及汽車零部件工業，占整個機器人市場的61%，金屬制品業占8%、橡膠及塑料工業和電子電氣行業分別占7%，食品工業占2%，其他工業占15%。

　　然而關于工業機器人分類，國際上沒有制定統一的標準，但其中的焊接機器人、搬運機器人、噴涂機器人、裝配機器人、碼垛機器人、切割機器人卻是重中之重。

　　1、焊接機器人

　　焊接機器人是從事焊接的工業機器人。根據國際標準化組織（ISO）工業機器人術語標準焊接機器人的定義，工業機器人是一種多用途的、可重復編程的自動控制操作機（Manipulator），具有三個或更多可編程的軸，用于工業自動化領域。為了適應不同的用途，機器人最后一個軸的機械接口，通常是一個連接法蘭，可接裝不同工具或稱末端執行器。焊接機器人就是在工業機器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊（割）槍的，使之能進行焊接，切割或熱噴涂。

　　焊接機器人目前已廣泛應用在汽車制造業，汽車底盤、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接，尤其在汽車底盤焊接生產中得到了廣泛的應用。豐田公司已決定將點焊作為標準來裝備其日本國內和海外的所有點焊機器人。用這種技術可以提高焊接質量，因而甚至試圖用它來代替某些弧焊作業。在短距離內的運動時間也大為縮短。該公司最近推出一種高度低的點焊機器人，用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產線長度。國內生產的桑塔納、帕薩特、別克、賽歐、波羅等后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件，主要構件采用沖壓焊接，板厚平均為1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主，焊接質量要求相當高，其質量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應用機器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內在質量，并保證了質量的穩定性和降低勞動強度，改善了勞動環境。

　　2、噴涂機器人

　　噴涂機器人又叫噴漆機器人（spraypaintingrobot），是可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的工業機器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集團）發明。噴漆機器人主要由機器人本體、計算機和相應的控制系統組成，液壓驅動的噴漆機器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機等。多采用5或6自由度關節式結構，手臂有較大的運動空間，并可做復雜的軌跡運動，其腕部一般有2～3個自由度，可靈活運動。較先進的噴漆機器人腕部采用柔性手腕，既可向各個方向彎曲，又可轉動，其動作類似人的手腕，能方便地通過較小的孔伸入工件內部，噴涂其內表面。噴漆機器人一般采用液壓驅動，具有動作速度快、防爆性能好等特點，可通過手把手示教或點位示數來實現示教。噴漆機器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產部門。

　　噴涂機器人的主要優點（1）柔性大。工作范圍大大。（2）提高噴涂質量和材料使用率。（3）易于操作和維護。可離線編程，大大的縮短現場調試時間。（4）設備利用率高。噴涂機器人的利用率可達90%-95%。

　　為了追求噴涂過程更大的靈活性和更高的效率，從20世紀90年代起汽車工業開始引入機器人來代替噴涂機械，同時開始使用機器人進行內表面的自動噴涂。與傳統的機械噴涂相比，采用機器人噴涂有2個突出的優點：可以減少大約30%～40%的噴槍數量；提高了噴槍運動的速度。

　　為了適應高速噴涂，在內表面噴涂和第2層金屬漆噴涂時都要采用高速旋轉噴槍。現代汽車工業的迅速發展帶來汽車型號的迅速變化和車體設計的不斷調整，只有采用機器人才能適應這種頻繁變化的生產要求。機器人的作用是控制噴槍，使之在噴涂過程中與噴涂表面保持正確的角度和恒定的距離（一般為200mm）。為了實現這一任務，工程師采用專門的軟件對噴涂對象的三維模型進行處理，確定噴槍的移動路徑和相應的噴涂參數。然后將這些數據傳輸給機器人控制器，在整個噴涂過程中控制機器人的動作。一般來說，只有在比較復雜的和要求非常精確的噴涂過程才需要這樣的處理。在環保意識日益增強的今天，人們稱環保效果好的涂裝廠為“綠色工廠”，技術陳舊的涂裝廠為“褐色工廠”。無論是新建綠色工廠還是改造褐色工廠，建立機器人全自動噴涂生產線都是十分必要的。在新建工廠時，合理使用資金是最重要的原則，因此降低噴涂生產線的投入是非常關鍵的一個環節。而對于那些需要改造的工廠來說，如何將機器人合理引入到現有的涂裝生產線，以及由此而產生的費用則是關鍵性的問題。.

　　新一代涂裝機器人的設計貫徹了模塊化結構的原則，機器人可以配備不同的連接裝置，這樣既能夠以固定方式工作也可以安裝在軌道上工作。軌道可以固定在噴涂室側壁上，也可以固定在靠近天花板的位置。如果把噴涂機器人的霧化噴槍改成操作夾具，就成為操作開門的機器人了，因為2種機器人的驅動系統是一樣的。機器人工作臂的運動方式可以選擇裝配成兩軸或三軸的。雙軸的機器人配合高速旋轉的噴槍，以旋轉對稱的運動方式工作，這樣能減少一個驅動軸，減輕重量、簡化設計。機器人的噴涂工作主要有3種模式：

　　第一種是動/靜模式，在這種模式下，噴涂物先被傳送到噴涂室中，在噴涂過程中保持靜止。

　　另外一種是流動模式，在這種模式下，噴涂物勻速通過噴涂室。在動/靜模式時機器人可以移動，在流動模式時機器人是固定不動的。

　　第三種模式是跟蹤模式，在這種模式下，噴涂物勻速通過噴涂室，機械手不只跟蹤噴涂物，而且要根據噴涂面而改變方向和角度。在外表面噴涂過程中，機器人安置在可升降的軌道上，能夠自由接近噴涂體的表面，因此可以縮小操作空間，降低運營費用。在舊工廠的改造中，如果以這種方式用機器人取代舊機械，就可以保持原有的噴涂室不變。這樣既能降低改造成本，又能縮短工期。在內表面噴涂室中，不同機器人的軌道可以上下平行安裝。用于打開引擎蓋和后備箱蓋的操作機器人安置在較高的軌道上，這樣就能“跨越”安置在下方軌道上的噴涂機器人而工作。這種方案可以使噴涂室縮短1～2m，既能減少建設投資，又能降低運營成本。機器人的電源、控制器和安全系統都安裝在噴涂室外的控制箱內。由于控制箱也采用模塊化的設計，因此能很方便地針對客戶實際的涂裝流程進行優化的配置。在杜爾公司生產的先進的涂裝系統中，采用了多運動柔性控制技術，將機器人的控制和噴涂流程的控制集成在一起進行處理，不需要再設置噴涂流程的控制了。

　　3、搬運機器人

　　搬運機器人是可以進行自動化搬運作業的工業機器人。最早的搬運機器人出現在1960年的美國，Versatran和Unimate兩種機器人首次用于搬運作業。搬運作業是指用一種設備握持工件，是指從一個加工位置移到另一個加工位置。搬運機器人可安裝不同的末端執行器以完成各種不同形狀和狀態的工件搬運工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動。目前世界上使用的搬運機器人逾10萬臺，被廣泛應用于機床上下料、沖壓機自動化生產線、自動裝配流水線、碼垛搬運、集裝箱等的自動搬運。部分發達國家已制定出人工搬運的最大限度，超過限度的必須由搬運機器人來完成。

　　搬運機器人是近代自動控制領域出現的一項高新技術，涉及到了力學，機械學，電器液壓氣壓技術，自動控制技術，傳感器技術，單片機技術和計算機技術等學科領域，已成為現代機械制造生產體系中的一項重要組成部分。它的優點是可以通過編程完成各種預期的任務，在自身結構和性能上有了人和機器的各自優勢，尤其體現出了人工智能和適應性。

　　4、裝配機器人

　　裝配機器人是柔性自動化裝配系統的核心設備，由機器人操作機、控制器、末端執行器和傳感系統組成。其中操作機的結構類型有水平關節型、直角坐標型、多關節型和圓柱坐標型等；控制器一般采用多CPU或多級計算機系統，實現運動控制和運動編程；末端執行器為適應不同的裝配對象而設計成各種手爪和手腕等；傳感系統又來獲取裝配機器人與環境和裝配對象之間相互作用的信息。

　　美國Unimation公司1977年研制的PUMA是一種計算機控制的多關節裝配機器人。一般有5或6個自由度,即腰、肩、肘的回轉以及手腕的彎曲、旋轉和扭轉等功能。其控制系統由微型計算機、伺服系統、輸入輸出系統和外部設備組成。采用VALⅡ作為編程語言,例如語句“APPROPART，50”表示手部運動到PART上方50mm處。PART的位置可以鍵入也可示教。VAL具有連續軌跡運動和矩陣變換的功能。

　　裝配機器人主要用于各種電器制造（包括家用電器，如電視機、錄音機、洗衣機、電冰箱、吸塵器）、小型電機、汽車及其部件、計算機、玩具、機電產品及其組件的裝配等方面。

　　5、碼垛機器人

　　隨著我國經濟的持續發展和科學技術的突飛猛進，使得機器人在碼垛、涂膠、點焊、弧焊、噴涂、搬運、測量等行業有著相當廣泛的應用。

　　有很多個原因，包括包裝的種類、工廠環境和客戶需求等將碼垛變成包裝工廠里一塊難啃的骨頭。為了克服這些困難，碼垛設備的各個方面都在發展改進，包括從機械手到操縱它的軟件。市場上對靈活性的需求不斷增長，這一個趨勢已經影響到了包裝的多個方面，生產線的后段也不例外。零售客戶，尤其是那些具有影響力的如沃爾瑪一樣的大型超市，經常需要定制一些隨機貨盤，但是他們不得不定制每一個貨盤，而貨盤的形式只是偶爾會有重復。而且這類隨機的貨盤的高效生產是比較困難的。

　　碼垛機器人特點

　　1、結構簡單、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保養維修簡單、所需庫存零部件少。2、占地面積少。有利于客戶廠房中生產線的布置，并可留出較大的庫房面積。碼垛機器人可以設置在狹窄的空間，即可有效的使用。3、適用性強。當客戶產品的尺寸、體積、形狀及托盤的外形尺寸發生變化時只需在觸摸屏上稍做修改即可，不會影響客戶的正常的生產。而機械式的碼垛機更改相當的麻煩甚至上是無法實現的。4、能耗低。通常機械式的碼垛機的功率在26KW左右，而碼垛機器人的功率為5KW左右。大大降低了客戶的運行成本。5、全部控制可在控制柜屏幕上操作即可，操作非常簡單。6、只需定位抓起點和擺放點，教示方法簡單易懂。

　　6、切割機器人

　　切割機器人，切割能力與傳統數控切割機持平，而且通過圖形加工顯示、人機對話實現了完全數控，大大改變了過去人工或半數字控制的操作過程，使操作更為精細，切割質量大大高于傳統技術；同時機器自身重量輕，只要兩個人就能抬起來在廠房里移動，不需要固定的安裝場地，不需要固定的運行區域，自動套料、節省板材，投入批量生產后其價格遠遠低于傳統產品，而且收效周期短。

　　隨著人力成本的不斷上升，工業機器人作為一種新型勞動力，正悄然改變著制造業的用工范式。機器人與自動化技術在未來將“主宰”世界，而這一現實正加速到來。目前的以人為主的生產模式，將慢慢被以機器人為主導的模式所取代，后者以高勞動率和低成本優勢正越來越受到工業企業的關注。