智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)

周文博

摘 要 當(dāng)前人工智能時(shí)代的到來，讓柔性制造系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛，柔性制造體系恰好是為順應(yīng)新的市場(chǎng)環(huán)境而建立起來?；诖耍疚膶?duì)智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】智能協(xié)作機(jī)器人 柔性生產(chǎn)線 生產(chǎn)自動(dòng)化

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類迎來了人工智能時(shí)代，人工智能的應(yīng)用和推廣讓人類更嚴(yán)格的生產(chǎn)質(zhì)量要求得以實(shí)現(xiàn)，特別是在當(dāng)前環(huán)境下人類社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的使用效果要求更加嚴(yán)格，對(duì)產(chǎn)品的創(chuàng)新要求也越來越快。隨著用戶商品需求的提升，當(dāng)前商品生產(chǎn)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，人工智能的挑戰(zhàn)不僅會(huì)對(duì)中小型單位構(gòu)成一定威脅，而且會(huì)對(duì)大中型單位構(gòu)成了較大的威脅。當(dāng)前人工智能時(shí)代的到來，讓柔性制造系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛，世界發(fā)達(dá)國(guó)家在競(jìng)相開發(fā)和改進(jìn)新技術(shù)，讓智能制造技術(shù)應(yīng)用更廣泛，以獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。智能協(xié)作機(jī)器人在柔性生產(chǎn)線技術(shù)中的應(yīng)用更加不斷推廣。所謂“柔性”主要體現(xiàn)在：一是設(shè)備的柔性方面，生產(chǎn)設(shè)備的零部件可根據(jù)加工產(chǎn)品的需要進(jìn)行改變。二是批量柔性，批量加工產(chǎn)品可根據(jù)需要進(jìn)行快速調(diào)整。三是流程的柔性，加工產(chǎn)品的性能參數(shù)可迅速變化并能進(jìn)行迅速的調(diào)整，以及時(shí)投入到生產(chǎn)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)。四是工序的柔性，是指系統(tǒng)改變每個(gè)工件的處理順序，以提高工序柔性。五是擴(kuò)展的柔性，系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)需要輕松的實(shí)現(xiàn)模塊化和擴(kuò)容的能力。六是運(yùn)行柔性，是指系統(tǒng)處理本地故障，并保持繼續(xù)生產(chǎn)原件的能力。鑒于此，本文對(duì)智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)進(jìn)行了探討。

1 柔性制造系統(tǒng)的概念以及優(yōu)勢(shì)

智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)應(yīng)用能提高生產(chǎn)效率。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下，只能使用單一類型進(jìn)行生產(chǎn)，而智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)的應(yīng)用，能讓技術(shù)更穩(wěn)定，生產(chǎn)效率更高，可在規(guī)模化經(jīng)濟(jì)中得以應(yīng)用。由于品種繁多、生產(chǎn)量小、產(chǎn)品設(shè)備特異性低，在生產(chǎn)模式相似情況下，需要經(jīng)常調(diào)整工具，以提高相應(yīng)的技能，提升生產(chǎn)效率。為提升制造業(yè)和生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少貨物生產(chǎn)周期、降低成本，與批量生產(chǎn)相配套，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)也出現(xiàn)在歷史時(shí)刻。智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)應(yīng)用涉及多學(xué)科和歸納技術(shù)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要的戰(zhàn)略意義，智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)應(yīng)用具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，可廣泛的應(yīng)用于汽車、電子、自動(dòng)化和石油化工等行業(yè)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)應(yīng)用可推廣至更多的行業(yè)，推動(dòng)生產(chǎn)的進(jìn)程。

2 智能協(xié)作機(jī)器人在柔性生產(chǎn)線的應(yīng)用也是趨勢(shì)

柔性的生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了生產(chǎn)貨物和技能的多樣性和變異性，在柔性管理方面，與剛性自動(dòng)生產(chǎn)線相比，柔性制造生產(chǎn)線的過程更集中，柔性的制造生產(chǎn)在中小批量生產(chǎn)情況下，相應(yīng)的效率更高，成本更低。柔性制造生產(chǎn)線的優(yōu)點(diǎn)：一是設(shè)備利用率高。一套機(jī)床組成柔性生產(chǎn)線后，生產(chǎn)量提高了幾倍。其次，產(chǎn)品的生產(chǎn)用時(shí)下降了約80%。三是生產(chǎn)實(shí)力相對(duì)穩(wěn)定。自動(dòng)處理系統(tǒng)通常可管理多臺(tái)機(jī)床，當(dāng)遇到問題時(shí)，會(huì)有一個(gè)降級(jí)操作過程，物料輸送系統(tǒng)也有功能糾錯(cuò)機(jī)制，一旦出現(xiàn)問題會(huì)有智能反應(yīng)，可繞過問題機(jī)床。四是商品質(zhì)量相對(duì)較高，零部件在生產(chǎn)過程中，裝卸一次性完成，生產(chǎn)精度相對(duì)較高，生產(chǎn)方式較為靈活。五是操作敏感性高。在預(yù)期的柔性生產(chǎn)線中，可處理工具故障，對(duì)物流流程等難點(diǎn)問題加以監(jiān)控。六是商品的反應(yīng)更加迅速，系統(tǒng)布局合理，可增加或減少設(shè)備，滿足市場(chǎng)需求。智能協(xié)作機(jī)器人在行業(yè)中所占比重也非常大，而且使用數(shù)量逐年增加。

3 柔性生產(chǎn)線的種類以及智能協(xié)作機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)

柔性生產(chǎn)線根據(jù)節(jié)奏速度可分為流水線和非流動(dòng)生產(chǎn)線，按照獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)可分為自主生產(chǎn)線和非自主生產(chǎn)線。智能協(xié)作機(jī)器人在柔性的自主生產(chǎn)線上的影響力不可取代，智能協(xié)作機(jī)器人生產(chǎn)線已成為自主設(shè)備發(fā)展的重要工具，也是未來社會(huì)進(jìn)步的主要發(fā)展趨勢(shì)。

如圖1所示，中央控制柜的PLC通信鏈路是柔性生產(chǎn)線的總控制設(shè)備，負(fù)責(zé)I / O信號(hào)的采集和處理。通過輸入和輸出信號(hào)收集傳輸至每個(gè)設(shè)備，然后設(shè)備控制器根據(jù)不同的I / O信號(hào)執(zhí)行不同的作業(yè)，完成柔性生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。中央控制柜的PLC由7個(gè)程序組成，以O(shè)B1為主程序，F(xiàn)B1工作為生產(chǎn)線加工程序，F(xiàn)C1為電動(dòng)軸伺服位置控制程序，F(xiàn)C2為智能協(xié)作機(jī)器人控制程序，F(xiàn)C3為電動(dòng)伺服軸可控制程序，F(xiàn)C4作為限位開關(guān)，F(xiàn)C5用于系統(tǒng)停止程序。柔性生產(chǎn)線過程中智能協(xié)作機(jī)器人的主要功能包括：將工件放入機(jī)床；從機(jī)床上拆下工件；從傳送帶抓住坯料；將成品放入工作站；控制機(jī)床夾具的開閉。智能協(xié)作機(jī)器人具有獨(dú)立控制器，可通過軟件編程控制操作，智能協(xié)作機(jī)器人在工作過程中的位置如圖2所示。

智能協(xié)作機(jī)器人可完成單一重復(fù)的任務(wù)或有風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)，可在不友好環(huán)境下工作。智能協(xié)作機(jī)器人在柔性生產(chǎn)線上的應(yīng)用使柔性生產(chǎn)線的優(yōu)勢(shì)與智能協(xié)作機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，大大提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。柔性生產(chǎn)線是非常復(fù)雜的，它融合了微電子、計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)工程等技術(shù)，期待著完美的加工機(jī)械制造的高度柔性。隨著生產(chǎn)線的不斷完善，柔性生產(chǎn)線已成為生產(chǎn)線設(shè)備中的重要環(huán)節(jié)，隨著科技不斷進(jìn)步，柔性生產(chǎn)線進(jìn)度達(dá)到新層次，使智能協(xié)作機(jī)器人在生產(chǎn)線上的使用更加普遍。

4 結(jié)語

智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了制造業(yè)的發(fā)展，是未來制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，是各個(gè)制造行業(yè)企業(yè)的發(fā)展方向，基于智能協(xié)作機(jī)器人與柔性產(chǎn)線技術(shù)的應(yīng)用能夠促進(jìn)智能協(xié)同智能協(xié)作機(jī)器人的智能開發(fā)活動(dòng)有重要意義，應(yīng)用范圍廣，市場(chǎng)廣泛。

參考文獻(xiàn)

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