Przemysłowy robot zastosowany na linii produkcyjnej jest układem technicznym złożonym z uniwersalnej maszyny i programowanego układu sterowania. Jego zadaniem jest zastąpienie człowieka w czynnościach operacyjnych związanych z obsługą obrabiarki CNC, od momentu dostarczenia nieobrobionego materiału do obrabiarki, poprzez obróbkę, aż do uzyskania gotowej części w ostatnim etapie procesu produkcyjnego (detal może przechodzić przez kilka obrabiarek a robotów może być wiele).

W zamyśle usprawnienia produkcji oraz automatyzacji procesu produkcyjnego poprzez zastąpienie pracy ludzkiej, pracą maszyny jest robot czyli urządzenie w którym występuje możliwość powiązania ruchów manipulatora z wartościami współrzędnych obrabianego przedmiotu. Ruchy manipulatora są programowane przez układ sterujący, dający możliwość jednoczesnego kontrolowania nawet kilkudziesięciu różnych urządzeń wykonujących odmienne operacje. Na uwagę zasługuje fakt, że współrzędne stanu względem, których są podawane ruchy manipulatora, są mierzone przez przetworniki sił i momentów lub przetworniki położenia typu optycznego lub dotykowego. Do obliczania wartości współrzędnych przez układ sterujący są stosowane algorytmy pomiarowe i numeryczne.

Tak samo jak w przypadku stanowisk roboczych przy których pracowali do tej pory ludzie, zastosowanie robotów na linii produkcyjnej polega na „wstawieniu” robota do obsługi maszyny oraz zaprojektowania całej linii do obsługi przez roboty. Parametry ogólne linii z robotami, takie jak prędkość pracy, czas pracy ciągłej, zagęszczenie maszyn, zużycie energii mogą być ustawiane na największe z dopuszczalnych dla danej linii ze względu na brak obsługi ludzkiej. Pociąga to za sobą stosowanie komputerowych układów sterowania, wizyjnych układów rozpoznawania i automatyzacji transportu przedmiotów produkcji. Tego typu całkowicie automatyczne linie mogą być stosowane w produkcji wielkoseryjnej o dużym stopniu przetworzenia, takiej jak przemysł samochodowy, elektromaszynowy czy elektroniczny. Zastosowanie robotów w przemyśle daje wiele nowych możliwości i otwiera nowe nieosiągalne wcześniej rozwiązania technologiczne:

1. Po pierwsze instalowanie kapitałochłonnych i nowoczesnych maszyn CNC wymaga stosowania dodatkowych rozwiązań pozwalających na obsługę tego typu urządzenia w cyklu całodobowym (programowanie obróbki i kolejności procesów technologicznych), a raz zaprogramowany manipulator powtarza wykonywane sekwencje i ruchy w nieskończoność, informując z wyprzedzeniem o koniecznych regulacjach bądź zbliżających się konserwacjach,

2. Wzrost kosztów pracy ludzkiej powoduje opłacalność inwestowania w nowoczesne manipulatory i systemy, które jeszcze do niedawna były tylko wytworem ludzkiej wyobraźni a dziś dzięki zastosowaniu tanich technologii stają się nieodzownym narzędziem każdej nowoczesnej firmy,

3. Roboty dzięki możliwości programowania szybko dostosowują się do zmieniającego się profilu produkcji a raz ustawiony robot nie myli się ani nie trzeba go szkolić w związku z np. uruchomieniem nowego projektu dla klienta. W związku z tym można zaoszczędzić czas i pieniądze,

4. W produkcji masowej, robot wypiera specjalizowane maszyny, które wykonują tylko określone operacje np. transport.

5. Robot nie myli się, nie choruje ani nie potrzebuje odpoczynku. Wszystkie założone wcześniej parametry produkcji można „ustawić” na max gdyż robot zawsze będzie pracował w takim samym tempie i z tą samą wydajnością.

Ponadto przez zastosowanie robota podwyższamy poziom norm bezpieczeństwa pracy, a czynności wykonywane przez ludzi ograniczają się jedynie do wykonywanie prostych czynności operacyjnych takich jak np. : programowanie i dzienna obsługa jednostki sterującej. Praca człowieka staje się zatem lekka, łatwa i przyjemna. Zastosowanie robotów w przemyśle jest niezwykle przydatne w przypadku operacji nużących i niebezpiecznych lub przeprowadzanych w trudnych warunkach pracy (wysokie i niskie temperatury, ciśnienie, wilgoć, ciemność, hałas).

Konstrukcja robota jest prosta i nieskomplikowana. Robot składa się z manipulatora operującego różnego typu narzędziami oraz układu sterowania, który wykonuje zadany wcześniej pro­gram działania. Poniższa ilustracja przedstawia robota, którego z powodzeniem można zastosować na linii produkcyjnej w roli operatora maszyny CNC.

Robot to możliwość ciągłych usprawnień i nowych możliwości. Ta konstrukcja w zależności od potrzeb, w zakresie mechaniki może być rozwijana w kierunkach kształtów, rozmiarów, siły, ilości i pre­cyzji manipulatora. Natomiast w zakresie automatyki rozwój obe­j­muje ilość operacji i kroków programu, rozbudowę układów i pro­gra­mów rozpoznawania otoczenia i warunków działania manipulatora.

Układ mechaniczny jest złożony z ramienia manipulatora, narzędzi wykonawczych oraz urządzeń napędowych. Podstawową cechą jest tutaj kon­strukcja ramienia i manipulatora, która pozwala przemieszczać narzę­dzia wykonawcze do dowolnych punktów przestrzeni roboczej obrabiarki CNC oraz ustawiać je w określony sposób względem obrabianych przedmiotów produkcji. Ramię wykonawcze jest złożone z par kinematycznych obrotowych i postępowych przymocowanych do podstawy względem, której jest wyznaczana przestrzeń robocza, oraz jest zakończone manipulatorem. Konstrukcja ramienia zapewnia przemieszczanie manipulatora po dowolnych trajektoriach w przestrzeni roboczej co wyśmienicie sprawdza się podczas wykonywania detali o skomplikowanych kształtach. Dodatkowym atutem jest fakt, iż ramie może podnieść nawet kilkaset kilogramów co jest bezcenną cechą podczas obróbki wielkogabarytowych detali, obrabianych z kilku stron. Nie trzeba tu chyba mówić o oszczędności czasu, jaki zmarnowałby człowiek przy każdorazowym zatrzymaniu obrabiarki i ustawieniu ciężkiego detalu w odpowiedniej pozycji.

Końcowy element pary kinematycznej ramienia jest wyposażony w manipulator ustawiany dowolnie względem przedmiotów i wyko­nujący operacje chwytania i operowania narzędziami i przedmiotami.

Przemieszczanie i działania manipulatora są wykonywane w przestrzeni roboczej, która jest obszarem zawierającym wszystkie możliwe punkty położenia początku układu współrzędnych związanych z manipulatorem (chwytakiem). Współrzędnymi tych punktów są niezależne przesunięcia i obroty ramienia. Układ współrzędnych i kształt przestrzeni roboczej zależą, więc od układu kinematycznego ramienia. Podstawowe rodzaje układów współrzędnych z jakimi ma do czynienia robot to: współrzędne prostokątne (X,Y,Y), współrzędne cylindryczne (R,ϕ,Z), współrzędne sferyczne (R,ϕ,Θ) oraz współrzędne torusowe (ϕ,X,Z).

Zasadniczym elementem budowy robota jest jego układ sterujący, którego zadaniem jest wykonywanie programu roboczego oraz sprawdzanie za pomocą układu pomiarowego, czy elementy układu mechanicznego osiągnęły współrzędne w przestrzeni żądane operacjami programu. Najogólniej mówiąc układ sterowania jest komputerem (w wersji mini- lub mikro-) wyposażonym w specjalizowane układy wejścia - wyjścia. I na tym polu doskonale może spisać się człowiek, który do tej pory został wyręczony przez maszynę. Chodzi tu oczywiście o codzienną kontrole i konserwacje całego „mózgu” robota a więc wszystkie układy i procesory sterujące, odpowiedzialne za prace maszyny. Bardzo ważne są układy wyjściowe przeznaczone do sterowania w szerokim zakresie energią kierowaną do siłowników układu mechanicznego.

Program roboczy jest ciągiem szczegółowych operacji układu oraz operacji rozpoznających stan układu mechanicznego i porównujący stan planowany w programie ze stanem osiągniętym w przestrzeni roboczej. Operacje programu podają numeryczne wartości współrzędnych w przestrzeni roboczej, jakie musi osiągnąć manipulator oraz współrzędne poszczególnych elementów par kinematycznych ramienia robota. Program układu sterującego przelicza współrzędne podane w operacjach na odpowiednie poziomy i impulsy energii kierowane do siłowników przez urządzenia wyjściowe.