《工业机器人在智能制造中的应用》
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摘 要：伴隨着我国科技水平的发展,我国制造业也有了很大进步.工业机器人具有安全、高效、自动化的优势,被广泛应用于智能制造中.鉴于我国在工业机器人研发推广上与西方发达国家的差距,国家应加大对高校专业人才培养力度,充分重视工业机器人的自主研发,全面优化工业机器人的性能,逐步完善其技术缺陷,推动智能制造行业可持续发展.
关键词：工业机器人;智能制造;应用
引言
近年来,国内制造业的规模一直在不断壮大,同时也面临着产业化转型的问题.虽然目前我国已经成为制造大国,但制造技术仍然需要加强,只有这样才能够真正地成为制造强国.转型的这条道路上,信息基础设施的建设是一定要加强的,而对于工业机器人来说,其属于是未来制造业的一个核心之一,同时在未来智能制造领域当中会担任着重要的角色.在制造业领域转型的过程中,机器人行业也需要不断地自我创新,使得机器人产品能够跟得上制造业发展的步伐.
1.工业智能制造的内涵
工业智能制造是指工厂生产以机器人为主,进行智能化生产的模式.在过去,机器人在工厂中的运用范围比较狭窄,机器人一般在工厂中负责粉刷等劳动强度大且对身体伤害度高的工作.但伴随着机器人制造技术的进一步研发以及技术的成熟,机器人已经具备关节识别系统和视觉识别系统,能够根据实际情况进行精准的运算,其应用范围也变得越来越广泛.在众多应用中,当属数字化车间为典范.现下许多数字化车间使用了大量的智能设备,并配对了大量的机器人,以此来进行日常的生产工作.机器人为主的数字车间大大提高了生产效率,缩短了生产周期,为工业智能制造注入了新的内涵.
2.工业机器人在智能制造中的应用现状
由于工业机器人的技术优势,它被大量投入到智能制造中,应用于柔性生产线、恶劣生产环境及重复枯燥作业中,有效地降低了生产风险,提升了工业资源利用率,改善了劳动生产环节,实现了智能制造在生产安全与经济效益上的双丰收.
在国外,工业机器人的技术水平较高,存在ABB、KUKA、AdeptTechnology等多家国际知名的工业机器人公司,这些公司生产出了可从事“焊接”“货物搬运”“零件组装”等多种行业的工业机器人,比如说“点焊机器人”“分配机器人”“装配机器人”“搬运机器人”.而在国内,工业机器人的技术成熟度仍然比较低,国产机器人精度及性能偏低,相关专业技术人才储备不足,虽然在汽车制造、电子电器生产及工程机械等领域,已经投入大量工业机器人,其应用率不断增长,取得了一定成果,但是需要改进的地方也有很多.
3.工业机器人在智能制造领域中的运用
3.1生产线
①自动上料机构.
该系统主要是负责毛坯自动上料,主要是由取料机构、回转上料机构构成.其中,回转上料结构回转工作台主要是凭借伺服电机、减速齿轮转动带动运行,上方总共设置了8个工位,将导柱插入到工位上,可以一次性穿过18个零件.取料机构主要是凭借伺服电机、滚珠丝杆实现上下平移,将取料台安装在丝杆螺母副上.取料台手指设施通过气缸压缩控制,可以实现前后收缩运动.再者,每个取料台上方都安装了摄像头系统,主要是负责定位取料位置,确保定位精度.
在系统运行当中,在回转上料结构回转工作台上,将导柱旋转到指定的取料工作位置后,取料机构取料台向下移动到标准的取料高度,此时手指在气缸带动下伸出穿越工件,取料台再向上运行即可在导柱上取出工件,完成整个上料环节.整个流程中,摄像头系统会判定工件摆放位置和取料位置进行对比分析,将两个位置信息的偏差存储到数据库中.外部设备获取数据库中的误差信息后,即可将误差数据传递给机器人,这样即可修正机器人的取料精度,按照编程顺序将工件固定在机床上进行切削加工.
②下料输送线系统.
下料输送线也就是流水线系统,负责将一个加工工序完成的工件传输到下一道工序中.采用链板传输的方法,驱动设施采用三相异步交流电机,采用减速驱动装置控制传输速率.为了能够保证放料位置、取料位置的精度,需要在输送线两侧各配置1个光电传感器,再配合上取料位上方架设的摄像系统,即可检测到取料精准位置.
在下料输送线运输当中,在放料位置的传感器接收到信号后,此时系统会自动开启三相异步电机,工件在输送链板上被传输到取料位.取料位传感器获得工件信息之后,三相异步电机停止驱动,向机器人发送指令要求取料.
③中转台系统.
中转台由一台阶型V型块构成,主要是负责工件掉头装夹.也就是第一台机床完成切削完成,通知机器人取料后,自动换夹到工件的另一侧.此时即可将工件放置到中转台上,让机器人移动到工件另一侧抓取工件,从而实现工件翻转.
3.2仓库管理
机器人数字化车间中各立体仓库装有定位装置以及传感装置.借助定位装置,机器人可以准确地将货物进行投放和放置;借助传感装置,机器人可以判断仓位是否空置.在数字控制下,一些半成品、毛坯等可以保管在仓库相应位置中,在机器人放置时,产品和毛坯的基本信息同时完成记录,以便于管理人员的调运查看.另外,堆垛机是仓库管理的重要构成部分.仓库管理中,堆垛机可以进行直线导向和轴向驱动,机器人以堆垛机设置的直向轴向路线,可以实现准确定位.
3.3焊接机器人在智能制造领域中的运用
在很多制造业中,都会涉及焊接工作,这项工作的劳动强度特别大,要求焊接工作人员要具有较为高超的技术.在运用了焊接机器人后,能够大幅度减少人力成本,提高这项工作的智能化程度,目前已经研发出了很多种焊接机器人,运用最多的就是多关节机器人,这种机器人可以在一定的空间中完成很多种动作,因此可以任意的调节焊接姿态.目前最为主流的焊接机器人有两种,分别是点焊机器人以及弧焊机器人.目前焊接机器人主要是在汽车制造领域中进行运用,特别是在消声器、底盘以及座椅骨架等焊接作业中的运用,通过焊接机器人针对汽车上面的一些零部件实施搭接以及角接,可以确保汽车的安全性.例如,日本的丰田就采用了一种点焊机器人,相比传统焊接工艺,大幅度提升了焊接的质量,同时优化了焊接生产线,大幅度缩短了整体生产线长度.目前在很多制造业领域中,都针对焊缝位置的精度提出了很高的要求,同时,很多焊接机器人为了能够满足智能制造的需求,都配置了电弧传感器以及激光传感器等先进的设备,可以针对焊缝实现一种自动的跟踪焊接效果,进行焊接时,能够使得焊接轨迹以及焊接顺序进行自动的改变.除此之外,在铁路机械以及船舶制造行业当中也有所运用.
3.4车间控制
在机器人数字化车间中,对车间进行整体控制十分重要.机器人数字化车间设置了整体控制系统,在控制系统下,车间内各信息才能实现共享以及有效互达.控制系统不仅对车间整体起控制作用,还在各生产环节中起到监督、信息互达等作用.比如,控制系统可以在仓库管理中帮助机器人利用触摸屏控制台实现与生产线的通信;可以根据不同用户限开设不同的权限.另外,控制系统还能在机器人数字化车间某单元出现问题时弹出提示信息,并且设有相应的报警系统,提醒工作人员及时维修.
结语
基于信息技术的发展及工业生产要求的提升,工业机器人广泛应用于智能制造领域,取得了良好的生产效益.但是,与西方发达国家相比,我国在工业机器人应用上仍存在技术、人才、管理方面的缺陷,需予以研究,从而提高工业机器人使用价值.
参考文献
[1]戴家鹏.工业机器人在智能制造中的角色[J].Engineering,2018,4（04）：27-39.
[2]魏大巍.智能机器人数控技术在机械制造中的应用探讨[J].时代农机,2018,45;308（06）：203.
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机器人和工业机器人引用文献:
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[2] 机器人和工业机器人论文范文文献 机器人和工业机器人方面有关参考文献格式范文2500字
[3] 机器人和工业机器人学术论文怎么写 机器人和工业机器人论文写作技巧范文2000字
