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基于智能制造中工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用
羅春清 四川省劍閣職業(yè)高級(jí)中學(xué)校 2023/7/12 22:43:46
【摘 要】 隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)，國(guó)家出臺(tái)《中國(guó)制造2025》，規(guī)劃未來(lái)10年中國(guó)制造業(yè)從“大國(guó)”走向“強(qiáng)國(guó)”之路，智能制造中工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用成為推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。本文闡述智能制造領(lǐng)域中工業(yè)機(jī)器人在焊接、搬運(yùn)、加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，提高工業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)和勞動(dòng)力成本。
【關(guān)鍵詞】 智能制造；工業(yè)機(jī)器人； 應(yīng)用
目前，我國(guó)在智能制造領(lǐng)域,多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī) 器人、并聯(lián)機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人的本體開發(fā)及批量生產(chǎn),使得機(jī)器人技術(shù)在焊接、搬運(yùn)、噴涂、加工、裝配、檢測(cè)、清潔生產(chǎn)等領(lǐng)域得到規(guī)�；蓱�(yīng)用,極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低了生產(chǎn)和勞動(dòng)力成本。
1.焊接機(jī)器人在汽車及機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用
在汽車、工程機(jī)械、船舶、農(nóng)機(jī)等行業(yè),焊接機(jī)器人的應(yīng)用十分普遍。作為精細(xì)度需求較高、工作環(huán)境質(zhì)量較差的生產(chǎn)步驟,焊接的勞動(dòng)強(qiáng)度極大,對(duì)焊接工作人的專業(yè)索養(yǎng)要求較高。由于機(jī)器人具備抗疲勞、高精準(zhǔn)、抗于擾等特點(diǎn),應(yīng)用焊接機(jī)器人技術(shù)取代人工焊接,可保證焊接質(zhì)量一致性,提高焊接作業(yè)效率,同時(shí)也能直觀地反饋焊接作業(yè)的質(zhì)量。示教型焊接機(jī)器人在焊接工序中應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)主要基于以下工作流程:
(1)確定示教軌跡。操作人員根據(jù)加工需求編制完整的示教程序,焊接機(jī)器人嚴(yán)格執(zhí)行程序完成相應(yīng)的動(dòng)作軌跡,確保焊接操作的可行性和穩(wěn)定性。
(2)焊接工藝參數(shù)設(shè)定和控制。根據(jù)零部件厚度及材質(zhì)等實(shí)際情況,對(duì)焊接電流、焊接時(shí)間及焊接壓力等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,避免出現(xiàn)騎邊、焊穿等焊接缺陷。隨著視覺、力覺感知技 木在焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用,感知型焊接機(jī)器人還能進(jìn)行引導(dǎo)路徑鄉(xiāng)程,可實(shí)時(shí)感知/預(yù)測(cè)焊接過(guò)程中的非預(yù)期事件(如人體接觸),并迅速規(guī)避,實(shí)現(xiàn)更加智能的人機(jī)協(xié)作焊接。
目前,投放于焊接崗位的機(jī)器人的種類較多,根據(jù)使用場(chǎng)合的差異,選用的焊 接機(jī)器種類各有不同,其中多關(guān)節(jié)機(jī)器人的應(yīng)用較為普遍,如圖1所示。多關(guān)節(jié) 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)#活、空間自由度較高,能夠調(diào)整任意的焊接位置和姿態(tài),有效地提升了制造中的生產(chǎn)效率生產(chǎn)質(zhì)量。
圖1 焊接機(jī)器人
在汽車制造領(lǐng)域,奇瑞公司在奇瑞A3車型的 生產(chǎn)中引入了自動(dòng)化生產(chǎn)線焊接系統(tǒng),以完成車身下部和車身總成的焊接任務(wù)。在汽車焊接工藝中,點(diǎn)焊占整車焊接的很大一部,奇瑞A3車型自動(dòng)化生產(chǎn)線焊接系統(tǒng)主要由點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)組成,包括機(jī)器人本體、機(jī)器人控制器、點(diǎn)焊控制器、自動(dòng)電極修磨機(jī)、自動(dòng)工具交換裝置、氣動(dòng)點(diǎn)焊鉗和水氣供應(yīng)的水氣控制盤等,機(jī)器人系統(tǒng)能夠根據(jù)上位PLC的車型信號(hào) 輸人來(lái)調(diào)用對(duì)應(yīng)的機(jī)器人焊接 程序進(jìn)行車身裝配焊接。自動(dòng)化生產(chǎn)線焊接系統(tǒng)的引入提高了生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平和加工效率,保證了車身的高質(zhì)量焊接要求。
2.搬運(yùn)機(jī)器人在制造業(yè)的應(yīng)用
機(jī)器人技術(shù)同樣能夠應(yīng)用到制造業(yè)的搬運(yùn)作業(yè)中。借助人工程序的構(gòu)架與編排,將搬運(yùn)機(jī)器人投放到當(dāng)今制造業(yè)生產(chǎn)之中,從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸、存儲(chǔ)、包裝等一系列工作的自動(dòng)化進(jìn)行,不僅有效地解放了勞動(dòng)力,而且提高了搬運(yùn)工作的實(shí)際效率。通過(guò)安裝不同功能的執(zhí)行器,搬運(yùn)機(jī)器人能夠適應(yīng)各類自動(dòng)生產(chǎn)線的搬運(yùn)任務(wù),實(shí)現(xiàn)多形狀或不規(guī)則的物料搬運(yùn)作業(yè)。同時(shí)考慮到化工原料及成品的危險(xiǎn)性,利用搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)輸能降低安全隱患,減小危險(xiǎn)品及輻射品對(duì)搬運(yùn)人員的人體傷害。
目前,固定式串聯(lián)搬運(yùn)機(jī)器人在制造業(yè)中應(yīng)用廣泛,其優(yōu)點(diǎn)是 工作空間大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但其負(fù)載較低、剛性較差,只能在固定工位上完成簡(jiǎn)單的 搬運(yùn)工作,具有一定的局限性[2]。通過(guò)結(jié)合移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)和并聯(lián)機(jī)器人技 術(shù),能有效地提高搬運(yùn)機(jī)器人的承載能力和作業(yè)范圍,在汽車、物流、食品、醫(yī)藥等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景,如圖2所示。
圖2 搬運(yùn)機(jī)器人
在物流領(lǐng)城,菜鳥網(wǎng)絡(luò)海寧的實(shí)驗(yàn)倉(cāng)引人了一套使用ABB機(jī)器人的智能分揀系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)、揀選和分撥3個(gè)功能的全自動(dòng)化操作,覆蓋了庫(kù)內(nèi)作業(yè)80%以上的工作流程。這套智能分揀系統(tǒng)的最前端是料箱式自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù),ABB大型機(jī)器人IRB6700能夠根據(jù)不同的訂單需求,將相應(yīng)的周轉(zhuǎn)箱取出,并推送到下一個(gè)工作站;然后配備了吸盤夾爪的兩臺(tái)IRB1200通過(guò)抽真空原理,使用吸力把商品從周轉(zhuǎn)箱中揀選出來(lái),放置到流水線上,并根據(jù)訂單數(shù)量進(jìn)行揀選;最后兩臺(tái)IRB360機(jī)器人根據(jù)每個(gè)訂單的需求進(jìn)行分撥,放入對(duì)應(yīng)的訂單箱中。這套智能分揀系統(tǒng)的使 用完全實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化操（未完，下一頁(yè)）
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