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喷涂机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成。较先进的喷涂机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。
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目前国际市场上供应的喷涂机器人大致可分为以下几类：按是否具有沿着车身输送链运行方向水平移动的功能，分为带轨道式和固定安装式机器人；按安装位置的不同，分为落地式和悬臂式机器人。落地式机器人具有易于维护清洁的优点。带轨道式机器人则具有工作范围相对较大的优点。而悬臂式机器人则可减少喷房宽度尺寸，达到减少能耗的作用。
喷涂机器人一般由8大部分组成，机器人主体（即机座、臂部、腕部和终端执行机构，是一个带有旋转连接和AC伺服电机的6轴或7轴联动的一系列的机械连接，使用轮系和RV型减速器）、机器人控制器（按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，控制单台机器人设备运动轨迹的装置）、系统操作控制台（主要功能是集成整个喷房硬件，实现系统自动化功能，包含系统所有与管理喷涂机器人活动相关的硬件及整合到每个喷房的相关硬件）、工艺控制柜（在电信号与潜在的挥发性油漆和溶剂间的相对安全接口，将电信号转换为气动信号）、车型检测系统（根据不同的生产现场及所生产的车型间的差异程度，通过PLC程序来设置不同的位置为检测位置，并调整好光电开关的安装位置）、设置一个安全的、隔离的生产区域（通常可分别在机器人自动喷涂区域的入口和出口处分别安装一对安全光栅，防止发生人身伤亡及损坏设备的事故）、车身直线跟踪系统（运用于整车自动喷涂线的机器人，为了提高生产节拍，在喷涂作业过程中车身一直跟随输送链按照设定速度前进，而不会脱离输送链固定在某处供机器人喷涂作业）、电源分配柜（分电配源）。
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