工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)應(yīng)用的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)

鴻富晉精密工業(yè)（太原）有限公司 程曉蒙

工業(yè)機(jī)器人在目前的生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中，為替代人工作業(yè)，執(zhí)行了兩種功能性的動(dòng)作，其一是為代替人工從事簡(jiǎn)單而重復(fù)性的取放料動(dòng)作，簡(jiǎn)稱(chēng)輔助動(dòng)作，該動(dòng)作并沒(méi)有直接創(chuàng)造出生產(chǎn)價(jià)值，只是完成了物料的空間位置轉(zhuǎn)換；其二是全過(guò)程配合生產(chǎn)加工工藝的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)工藝動(dòng)作，該動(dòng)作直接創(chuàng)造了生產(chǎn)價(jià)值。

在傳統(tǒng)的冷、熱加工工藝過(guò)程中，鑄造，鍛造，沖壓，熱處理，切削和銑削加工等過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人代替人工作業(yè)，完成工藝設(shè)備內(nèi)的自動(dòng)取放料，自動(dòng)物流等工作。由于很多傳統(tǒng)加工工藝設(shè)備更多實(shí)現(xiàn)了數(shù)控加工，因此工業(yè)機(jī)器人只需要配合數(shù)控加工設(shè)備，代替人工完成自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)、自動(dòng)取放料以及自動(dòng)物流等輔助動(dòng)作，以保證產(chǎn)品的加工連續(xù)性。熱加工工藝過(guò)程由于加工CT時(shí)間較短，因此機(jī)器人的取放料頻率較高；而在冷加工過(guò)程中，由于加工CT時(shí)間較長(zhǎng)，機(jī)器人的取放料頻率較低。因此，冷加工的數(shù)控加工過(guò)程，更易實(shí)現(xiàn)一臺(tái)機(jī)器人對(duì)應(yīng)多臺(tái)工業(yè)母機(jī)的，“機(jī)器人一拖N”式的柔性生產(chǎn)加工過(guò)程。

非傳統(tǒng)的加工過(guò)程如研磨、涂裝、激光加工和自動(dòng)焊接等較惡劣的作業(yè)環(huán)境，以及在成品的檢測(cè)、組裝及包裝等勞動(dòng)強(qiáng)度較高的生產(chǎn)過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人替代手工作業(yè)，在既定的工藝流程中，按固定的動(dòng)作點(diǎn)位、節(jié)拍，實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)和精巧的動(dòng)作，代替人工完成生產(chǎn)全過(guò)程工藝動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。

在物流方面，AGV作為一種物流機(jī)器人，代替車(chē)間物流人員，很好地進(jìn)行車(chē)間物料的傳遞、協(xié)調(diào)，按照精益生產(chǎn)管理規(guī)劃，在設(shè)定好的物流路徑上及時(shí)補(bǔ)充待加工物料，運(yùn)走已加工物料。

然而，盲目地大量投入使用機(jī)器人是否能夠解決企業(yè)所面臨的人力短缺等問(wèn)題呢?顯然不能。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用必須結(jié)合工廠的生產(chǎn)實(shí)際狀況，對(duì)其生產(chǎn)現(xiàn)狀、工藝制程、管理方式、生產(chǎn)物料的物流及狀態(tài)進(jìn)行細(xì)致的調(diào)研分析，提出切實(shí)可行的生產(chǎn)應(yīng)用方案。同時(shí)，必須優(yōu)化生產(chǎn)管理方式，優(yōu)化工藝制程，將生產(chǎn)管理、生產(chǎn)工藝與自動(dòng)化（機(jī)器人）應(yīng)用很好地結(jié)合起來(lái)，使三者相互聯(lián)系，相互促進(jìn)，而絕不能只強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化（機(jī)器人）單方面的因素。

機(jī)器人的廣泛生產(chǎn)應(yīng)用，主要基于以下幾個(gè)方面：機(jī)器人的動(dòng)作效率高；重復(fù)動(dòng)作定位精度好；機(jī)器人不知疲倦以及生產(chǎn)品質(zhì)得到可靠保證。

工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)運(yùn)行中，通過(guò)對(duì)其質(zhì)量、性能、功能和維護(hù)等多方面進(jìn)行分析，存在如下問(wèn)題：

現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠智能化，因此全部替代人工動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人化，目前是不現(xiàn)實(shí)的，機(jī)器人研發(fā)還需要不斷從邏輯判斷、智能分析和功能拓展等方面入手。

電子產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)等方面越來(lái)越復(fù)雜，工業(yè)機(jī)器人必須相應(yīng)快速制定出功能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以快速應(yīng)對(duì)生產(chǎn)需求。

工業(yè)機(jī)器人目前主要由汽車(chē)產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)，電子產(chǎn)業(yè)緊隨其后，其他行業(yè)在替代人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等方面也同樣具有巨大的市場(chǎng)潛力，值得開(kāi)展對(duì)各行業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的分析評(píng)估。

機(jī)器人的投入成本和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用目前仍然較高，限制了其在中小規(guī)模企業(yè)的大量應(yīng)用。

機(jī)器人的生產(chǎn)應(yīng)用要經(jīng)過(guò)生產(chǎn)調(diào)研（工藝及管理）、規(guī)劃分析（物流布局）、I E評(píng)估（動(dòng)作時(shí)間、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析）、工裝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、編程及調(diào)試、生產(chǎn)導(dǎo)入等若干個(gè)階段完成，并非放到生產(chǎn)線(xiàn)或設(shè)備旁就可以發(fā)揮其作用，需要進(jìn)行機(jī)器人的二次投入，即機(jī)器人手爪，相關(guān)工裝夾具的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)等。因此，如何縮短機(jī)器人的二次投入時(shí)間，降低二次投入成本，是工業(yè)機(jī)器人快速生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮的瓶頸問(wèn)題。

阻礙機(jī)器人應(yīng)用開(kāi)發(fā)的不僅有其自身的因素，還有生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理以及觀念的問(wèn)題。在生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)、工裝設(shè)計(jì)、車(chē)間布局設(shè)計(jì)、物流規(guī)劃及生產(chǎn)管理等環(huán)節(jié)運(yùn)行之初，就應(yīng)當(dāng)具備自動(dòng)化 （機(jī)器人）的規(guī)劃意識(shí)，就應(yīng)當(dāng)樹(shù)立少人化、無(wú)人化的精益生產(chǎn)管理思想，以此來(lái)規(guī)劃生產(chǎn)。這樣，對(duì)于自動(dòng)化 （機(jī)器人）的生產(chǎn)應(yīng)用，以及生產(chǎn)過(guò)程才能實(shí)現(xiàn)雙贏。

如果說(shuō)工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵點(diǎn)的作用的話(huà)，那么工廠自動(dòng)化的建立就是充分利用機(jī)器人的點(diǎn)位優(yōu)勢(shì)，通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備、自動(dòng)物流方式、生產(chǎn)系統(tǒng)信息化以及連接集成化等方式形成物料連續(xù)流動(dòng)的面，再通過(guò)面形成立體交叉的工廠無(wú)人化生產(chǎn)規(guī)劃。因此，工廠自動(dòng)化的整體規(guī)劃離不開(kāi)機(jī)器人的生產(chǎn)應(yīng)用；同時(shí)，機(jī)器人的規(guī)模效應(yīng)也同樣離不開(kāi)工廠自動(dòng)化的整體規(guī)劃。工廠自動(dòng)化的規(guī)劃發(fā)展，不僅帶動(dòng)了機(jī)器人的技術(shù)前進(jìn)，更重要的是推動(dòng)了生產(chǎn)的整體技術(shù)和管理進(jìn)步。