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1.1课题背景
1.1.1工业机器人简介 几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。如古希腊神话《阿鲁哥探险船》中的青铜巨人泰洛斯（Taloas)，犹太传说中的泥土巨人等等，这些美丽的神话时刻激励着人们一定要把美丽的神话变为现实，早在两千年前就开始出现了自动木人和一些简单的机械偶人。
到了近代 ，机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人问世之后，不同功能的机器人也相继出现并且活跃在不同的领域，从天上到地下，从工业拓广到农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。机器人的种类之多，应用之广，影响之深，是我们始料未及的。
工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三文空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
1.1.2喷涂机器人简介
涂装是制造业中一项非常重要的工序，它能有效地防止工件受外界环境侵蚀，提高工件寿命，而且能美化工件外观。目前在国内，涂装工序主要还是靠人工完成，涂装的质量受工人的技术熟练程度、心情等因素的影响很大。同时，涂装过程中挥发出来的有毒气体对工人的身体健康影响很大。实现涂装过程自动化，具有巨大的社会与经济效益。喷涂机器人就是一种典型的涂装自动化装备。使用机器人进行喷涂作业，工件涂层均匀，重复精度好，工作效率高，能使工人从恶劣的工作环境中解放出来。
喷涂机器人多采用5或6个自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有2到3个自由度，可灵活运动[4]。
1.2 国内外发展状况
1.2.1国外概况
工业机器人诞生于20世纪60年代，在20世纪90年代得到迅速发展。在国外，工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备被工业界广泛应用[5]。国际上将机器人应用到喷涂领域已有二十多年的历史，最早将机器人技术应用于喷涂的有美国的minihit公司、fudge公司、德国的hatel公司等[6]。
当前国外喷涂机器人研究的重点主要有以下几个方面：
1.机器人操作机
目前机器人操作机已实现了优化设计。机器人的并联平行四边形结构已改为开链式结构，拓展了机器人的工作范围，加之轻质铝合金材料的应用，大大提高了机器人的性能。
2.控制系统
控制系统的性能进一步提高，实现了软件伺服和全数字控制。人机界面更加友好，基于图形操作的界面也已问世。编程方式仍以示教编程为主。
3.网络通信功能
日本YASKAWA和德国KUKA公司的最新机器人控制器已实现了与Canbus、Profibus总线及一些网络的联接，使机器人由过去的独立应用向网络化应用迈进了一大步。
4.可靠性
由于微电子技术的快速发展和大规模集成电路的应用，使机器人系统的可靠性有了很大提高。过去机器人系统的可靠性一般为几千小时，而现在已达到数万小时，几乎可以满足任何场合的需求[7-9]。
1.2.2国内概况
在国内，喷涂机器人的研究始于上世纪八九十年代，最早开始喷涂机器人研究的是北京机械工业自动化研究所机器人中心，从七十年代初就开始了工业机器人及其应用的研究，一方面作为我国工业机器人行业归口单位，长期代销国外的喷涂机器人，同时在国外喷涂机器人的基础上开展研究，并研发周边技术，在喷涂机器人产品中先后开发出PJ-系列电液伺服喷涂机器人PJ-1、PJ-1A、PJ-1B、PJ-500和EP系列电动喷漆机器人EPS-500、EPR-600等。
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