淺談工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代生產(chǎn)中的應(yīng)用

王　瑩（浙江瑞宏機(jī)器人有限公司，浙江 嘉興 314000）

淺談工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代生產(chǎn)中的應(yīng)用

王瑩
（浙江瑞宏機(jī)器人有限公司，浙江 嘉興 314000）

進(jìn)入21世紀(jì)后，我國工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期中，工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代生產(chǎn)中被廣泛的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手、多自由度的機(jī)器人，是能夠靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。并且，根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)，現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人按照預(yù)先編排的程序，在人的指揮下，可以進(jìn)行運(yùn)行。本文通過分析工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢，主要探討了工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代生產(chǎn)中的應(yīng)用。

工業(yè)機(jī)器人；現(xiàn)代生產(chǎn)；應(yīng)用

2013年，在國際上，我國工業(yè)機(jī)器人高端產(chǎn)品市場占有率要提高到45%以上，成為世界增長最快的市場，已經(jīng)達(dá)到了28200臺。工業(yè)機(jī)器人行業(yè)和企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力要有明顯的提高，能夠基本滿足國防建設(shè)、國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要。4月，我國在北京成立了中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)牽頭，規(guī)范了我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快了服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級，加快了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程。

一、工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代生產(chǎn)中的應(yīng)用的重要性

首先，在一些現(xiàn)代生產(chǎn)中，工作環(huán)境惡劣，危險(xiǎn)性大，如：軍事領(lǐng)域、核工業(yè)領(lǐng)域等，一些作業(yè)有害于人體的健康，甚至?xí)＜吧踩虼?，使用機(jī)器人去作業(yè)會(huì)比較合適。如：核工業(yè)上沸騰水式反應(yīng)堆燃料自動(dòng)交換機(jī)、核工廠設(shè)備的檢驗(yàn)和維修機(jī)器人等。其次，在生產(chǎn)上，自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域中，早期工業(yè)機(jī)器人主要用于機(jī)床上、下料、噴漆和點(diǎn)焊等作業(yè)上。期中制造工業(yè)用的最多，如：電機(jī)制造、塑料成形、汽車制造、金屬加工等工業(yè)。另外，對于人類來說，一些特殊作業(yè)場合和跡象作業(yè)中，人力是不能觸及的，如：深海探秘、空間探索等，只有機(jī)器人才能進(jìn)行作業(yè)。如：海底采礦、航天飛機(jī)上用來回收衛(wèi)星的操作臂等等。目前，在自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域中，隨著柔性自動(dòng)化的出現(xiàn)，機(jī)器人扮演了更重要的角色。

二、工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代生產(chǎn)中的應(yīng)用

1 機(jī)器人在焊接作業(yè)中的應(yīng)用

點(diǎn)焊機(jī)器人廣泛應(yīng)用于焊接車體薄板件中，應(yīng)用于汽車的點(diǎn)焊作業(yè)中。點(diǎn)焊機(jī)器人具有安裝面積小、共建空間大，定位精度高，快速晚產(chǎn)小節(jié)距的多點(diǎn)定位等主要性能要求，從而能夠確保焊接質(zhì)量，同時(shí)，示教簡單，能夠節(jié)省工時(shí)。并且便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗，持重大。一般情況下，裝焊一臺汽車車體需要完成3000～4000個(gè)焊點(diǎn)，其中由電焊機(jī)器人完成的達(dá)到了60%。并且有些大批量汽車生產(chǎn)線上，點(diǎn)焊機(jī)器人服役的達(dá)到了150多臺。

2 機(jī)器人在弧焊作業(yè)中的應(yīng)用

在弧焊作業(yè)中，為了不斷填充金屬形成焊道，要求焊槍跟蹤工件的焊道運(yùn)動(dòng)。因此，在運(yùn)動(dòng)過程中，兩項(xiàng)重要的指標(biāo)就是速度的軌跡和穩(wěn)定性。一般情況下，軌跡精度大約為±0.2mm～0.5mm，焊接速度要在5mm/s～50mm/s；同時(shí)，為了減少對焊縫質(zhì)量的影響，在跟蹤焊道的時(shí)候，焊槍的姿態(tài)的可調(diào)范圍要盡量大。另外，還具備設(shè)定焊接的條件、破口填充功能、抖動(dòng)功能以及焊接傳感器和焊接異常檢測功能等等性能要求。弧焊機(jī)器人大多數(shù)可以完成自動(dòng)送絲、熔化電極、氣體保護(hù)下的焊接工作，主要應(yīng)用于焊接金屬連續(xù)結(jié)合的焊縫工藝?；『笝C(jī)器人包括各種焊接附屬裝置在內(nèi)的焊接系統(tǒng)，除了汽車行業(yè)外，不只是一臺以繪畫的速度和姿態(tài)攜帶焊槍移動(dòng)的單機(jī)，還在金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械等很多行業(yè)中都廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用范圍很廣。適合機(jī)器人應(yīng)用的弧焊方法不但包括惰性握體保護(hù)焊，還包括等離子弧焊接、混合所體保護(hù)焊以及埋弧焊等等?；『笝C(jī)器人是由機(jī)器人控制柜、氣瓶、焊接電源、齊魯、焊絲輪、焊槍、弧焊機(jī)器人、柔性導(dǎo)管、工件電纜等等組成。

3 工業(yè)機(jī)器人在搬運(yùn)作業(yè)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代制造業(yè)中，隨著計(jì)算機(jī)制造技術(shù)、物流技術(shù)以及自動(dòng)倉儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛。不但可以應(yīng)用于加工過程中，還可用于將零件從一個(gè)輸送裝置送到另一個(gè)輸送裝置中，如：工輔量具、物料的裝卸和儲(chǔ)運(yùn)等，或者將加工完的零件從一臺機(jī)床上取下安裝到另一臺機(jī)床上。

4 工業(yè)機(jī)器人在噴漆作業(yè)中的應(yīng)用

在噴漆作業(yè)中，使用機(jī)器人在環(huán)境和動(dòng)作要求上，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。首先，沿軌跡高速運(yùn)動(dòng)，途經(jīng)各點(diǎn)都為作業(yè)點(diǎn)，其次，工作環(huán)境空氣中含有易爆的噴漆劑蒸氣。另外，在傳送帶上，搭載多數(shù)被噴漆部件，邊移動(dòng)邊噴漆。噴漆機(jī)器人廣泛應(yīng)用于汽車主體和家電產(chǎn)品上，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于各種塑料制品的噴漆作業(yè)中。其主要由大臂、轉(zhuǎn)臺和基座組成。

5 工業(yè)機(jī)器人在裝配作業(yè)中的應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化裝配作業(yè)，機(jī)器人的使用是非常重要的。根據(jù)相關(guān)資料顯示，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，裝配占有十分重要的地位，裝配勞動(dòng)量占產(chǎn)品生產(chǎn)勞動(dòng)量的50%～60%，甚至?xí)?。如：裝配勞動(dòng)量在電子器件廠的芯片裝配和電路板的生產(chǎn)中，產(chǎn)品生產(chǎn)勞動(dòng)量的70%～80%都需要機(jī)器人來完成。

6 工業(yè)機(jī)器人在柔性裝配系統(tǒng)中的應(yīng)用

1980年前后，是機(jī)器人“普及元年”，在早期，引入裝配作業(yè)的機(jī)器人主要用于代替裝配線上手工工業(yè)的工序，在機(jī)器人進(jìn)入裝配作業(yè)領(lǐng)域中以后，很快出現(xiàn)了以機(jī)器人為主體的裝配線。裝配機(jī)器人建立的柔性自動(dòng)裝配系統(tǒng)不但能夠自動(dòng)裝配中小型、中等復(fù)雜程度的產(chǎn)品，還極大地推動(dòng)了裝配生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)展，如：電機(jī)、水泵齒輪箱等等，尤其是可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卸、檢測、傳送、裝配等機(jī)能，適應(yīng)于中小批量生產(chǎn)的裝配，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、判斷和決策等機(jī)能。一般情況下，機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)常備可換手等，具有諸多周邊設(shè)備，是以機(jī)器人為中心，如：零件供給裝置、夾具、工件輸送裝置、涂抹器等與之配合。但是假如零件的種類繁多，那么會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)過于龐大，同時(shí)也降低了作業(yè)的效率。因此，在柔性裝配系統(tǒng)中，零件供給裝置等周邊設(shè)備要根據(jù)零件和作業(yè)的種類來定，而機(jī)器人的數(shù)量可以根據(jù)產(chǎn)量來確定。因此，機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)和裝配線相比，產(chǎn)量越大，投資越小。

[1]金林.基于EtherCAT總線的焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)研究[D].華南理工大學(xué)，2013.

[2]姚翀.工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用[J].硅谷，2014（11）.

[3]蔡軍，王欣.淺析工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與現(xiàn)狀[J].科技風(fēng)，2013（21）.

TP242

A

王瑩（1983-），女，江蘇沛縣人，現(xiàn)居浙江嘉興。浙江瑞宏機(jī)器人有限公司助理工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)（工業(yè)生產(chǎn)流水線自動(dòng)化方案設(shè)計(jì)）。