自动喷漆机器人大臂系统设计(2)
1.1 喷漆机器人的研究意义
自动喷漆机器人（spray painting robot）是可能够在计算机控制下自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，1969年由挪威Trallfa（后并入ABB集团）发明。自动喷漆机器人的动作流畅，轨迹平稳精确度高，同时结构紧凑、体积小、占地面积小、生产工作空间大、重复位置定位精度高、使用时简单快捷、生产作业较为平稳等一系列特点。在工业生产降低能耗和成本的背景下，喷漆机器人的高效率，高可靠性是其发展的趋势[2]。
喷漆是一个有毒，重复的过程，人工喷漆，不但质量得不到保证，无法获得极佳的喷涂效果，同时工人始终处于有害的环境中。计算机控制的喷漆机器人能改善工人的工作环境，提高工作效率和喷涂质量，在汽车、仪表、电器、搪瓷等工业生产部门得到了广泛的推广和应用。
静电涂装的喷涂效率较高、涂层材料分布均匀、对环境的污染小并且适合运用在大规模的自动生产流水线上，它广泛应用在许多汽车制造公司，成为当今汽车车体涂装的主要生产技术。静电喷涂的进行依赖自动静电喷涂设备，它的稳定性、精确性决定了喷涂的效果，这也为接下来的生产提供了保障。目前投入使用的比较多的自动静电喷涂设备主要包括喷涂机和喷漆机器人。
自动喷涂机的喷涂质量较高，涂层也比较稳定，同时能提供工人更好的工作环境，降低了生产的能耗和成本，在广大中小规模的工业企业中得到了广泛的应用。但是随着工业的高速发展．喷漆产品产量和质量的要求迈上了一个新的台阶，现有的自动喷涂机精度较低，柔性不高，应用范围比较狭隘，油漆的利用率也不高，在当前的生产模式下，严重制约了当前喷漆相关工业的发展，但是喷漆机器人在这些方面弥补了自动喷涂机的缺陷。喷漆机器人柔性较大，工作范围广，由于是电脑程序精确控制，所以大大提高了喷漆质量和材料利用率，同时喷漆机器人相对于喷涂机更加易于文护和升级。
作为工业机器人中特殊而又专业的存在，喷漆机器人在生产中得到越来越多的关注，随着国际制造业的飞速发展，我国面临着机遇与挑战。我国企业必须要跟上国际的脚步，学习先进的技术，提高自身的竞争力。工业机器人的研制攻克了很多人工无法解决的制造业堡垒，同时优化其性能刻不容缓。喷漆机器人应用愈来愈广泛，同时需求量也愈来愈大，经济性愈来愈突出，所以研究开发喷漆机器人具有极大的意义。本课题设计的是一种简易的喷漆机器人，能够完成一系列简单的运动，并且能够投入实际生产中。
1.2 喷漆机器人的特点和组成
自动喷漆机器人一般由机器人本体结构、计算机和总体的控制系统组成，其中液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。喷漆机器人一般使用5或6自由度关节式结构，手臂摆动的范围比较大，而且可以进行一些复杂的运动，其腕部一般有2-3个自由度，可根据下达的指令灵活地运动[3]。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，向各个方向弯曲的同时还能进行转动，它的动作和人的手腕一样，面对较小的孔也能够轻易地伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，这样的机器人动作快，防爆性能尤为突出，可通过手把手示教或点位示数来实现示教，如今已经在仪表、电器、汽车、搪瓷等工业工艺上得到了广泛的使用。
与别的工业机器人相比，喷漆机器人主要有以下3个特点[4]：
（1）在易爆的环境中作业，存在易燃的液体、气体，如喷涂剂、蒸汽等；
（2）采用轨迹控制方式，喷枪在设定轨迹上高速移动，在移动的同时进行喷漆作业;