論動(dòng)力鋰電池組裝配生產(chǎn)線作業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李欣宇

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，人們的日常生活水平也在不斷提高，汽車(chē)的使用率也隨之增長(zhǎng)。因此，節(jié)能減排與治理污染也成為了我們國(guó)家當(dāng)下的目標(biāo)之一。而近些年來(lái)開(kāi)發(fā)的鋰電池作業(yè)機(jī)器人可以有效地改善此類(lèi)問(wèn)題，不僅具有足夠的可靠性和安全性，而且對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)的效率有著非常高的幫助。本篇文章將對(duì)于鋰電池作業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)展開(kāi)，探討其在日常生活中的實(shí)際利用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力鋰電池；作業(yè)機(jī)器人；生產(chǎn)線；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）17-0058-01

作業(yè)機(jī)器人是現(xiàn)代科技的結(jié)晶，也代表著未來(lái)市場(chǎng)領(lǐng)域的使用趨勢(shì)。加強(qiáng)此項(xiàng)技術(shù)的研究，對(duì)于整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)有著巨大的幫助。

1 工業(yè)機(jī)器人的分類(lèi)

工業(yè)機(jī)器人起步于20世紀(jì)的50年代，經(jīng)過(guò)上百年的發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)有了革命性的進(jìn)步。未來(lái)適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)，我們通常將工業(yè)機(jī)器人按照結(jié)構(gòu)形式將其分成四類(lèi)，下面分別進(jìn)行展開(kāi)描述[1]。

（1）直角坐標(biāo)型機(jī)器人。直角坐標(biāo)型的機(jī)器人通常包括三個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)，而且每一個(gè)關(guān)節(jié)都是保持著相互垂直的關(guān)系。同時(shí)，其內(nèi)部的每一個(gè)關(guān)節(jié)都只能向單獨(dú)的方向進(jìn)行移動(dòng)，相互之間不會(huì)產(chǎn)生干擾。此類(lèi)機(jī)器人操作簡(jiǎn)便，并且有著很強(qiáng)的剛度，所以可以在環(huán)境條件比較差的地方進(jìn)行工作。但是，由于其結(jié)構(gòu)過(guò)大，所以在活動(dòng)范圍以及靈活性方面就有些不足[2]。（2）圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人。圓柱坐標(biāo)型的機(jī)器人通常是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和兩個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)共同構(gòu)成。正是由于這個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，使其有了能夠在單一水平面上旋轉(zhuǎn)的能力，整體活動(dòng)范圍有了比較大的改善。但是，由于自身水平臂延伸過(guò)長(zhǎng)，所以在工作時(shí)的精準(zhǔn)度相對(duì)比較低。（3）球面坐標(biāo)型機(jī)器人。球面坐標(biāo)型機(jī)器人整體形狀類(lèi)似于一個(gè)炮臺(tái)，移動(dòng)方式也跟炮臺(tái)十分相似。其自身的機(jī)械臂可以自由伸縮并且能夠旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。整體活動(dòng)范圍非常大，而且操作十分靈活。只是自身設(shè)計(jì)相對(duì)其它機(jī)器人比較復(fù)雜，所以操作性很低。（4）關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人。關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人由兩段能夠旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)組成，整體形狀類(lèi)似于人類(lèi)的手臂。此類(lèi)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常緊湊，而且有著很長(zhǎng)的伸展范圍和較高的運(yùn)行速度，所以經(jīng)常能夠完成比較復(fù)雜運(yùn)行動(dòng)作。目前而言，關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人的應(yīng)用率是所有機(jī)器人中最高的[3]。

2 作業(yè)機(jī)器人的方案方案設(shè)計(jì)

（1）層組裝配機(jī)器人的設(shè)計(jì)。層組裝配機(jī)器人通常是由機(jī)械臂和機(jī)械爪組成，自身包含五個(gè)層組的工位，從而能夠完成15層的模組堆疊的裝配工作。這其中，機(jī)械爪的實(shí)際抓取表現(xiàn)和具體位置的精準(zhǔn)度是工作的關(guān)鍵。通過(guò)依靠3個(gè)不同的單元進(jìn)行的直線運(yùn)動(dòng)，其外部的主軸必須完全固定在機(jī)器人的身上。層組裝配機(jī)器人利用自身的機(jī)械手指來(lái)完成相關(guān)抓取與裝配的工作。（2）端蓋裝配機(jī)器人的設(shè)計(jì)。端蓋裝配機(jī)器人同樣是由機(jī)械臂和機(jī)械爪組成。自身包含四個(gè)端蓋，而能夠完成15層的模組堆疊的裝配工作。在進(jìn)行定位的時(shí)候，需要利用自身的激光傳感器來(lái)進(jìn)行。而端蓋裝配機(jī)器人的手臂相比層組裝配機(jī)器人，兩者的自身結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)單元的具體位置都完全不同。該機(jī)器人通常是利用氣缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而完成相關(guān)的抓取和放置的工作。（3）轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人的設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人顧名思義，就是完成轉(zhuǎn)運(yùn)工作的機(jī)器人。自身通常由三個(gè)移動(dòng)結(jié)構(gòu)與機(jī)械爪組成。利用傳感器對(duì)于貨物進(jìn)行定位，按照轉(zhuǎn)運(yùn)的工作理論完成一次又一次的工作循環(huán)。三個(gè)移動(dòng)結(jié)構(gòu)來(lái)回活動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)械手指完成開(kāi)合運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而完成相關(guān)的抓取和放置的工作。

3 安裝調(diào)試

嚴(yán)格的調(diào)試是整個(gè)設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)部分，只有通過(guò)反復(fù)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的所在，從而再對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化與改善。調(diào)試通常分為兩個(gè)階段，第一階段時(shí)是于機(jī)器人本身的單機(jī)調(diào)試。第二階段是以整個(gè)生產(chǎn)線最為基礎(chǔ)，對(duì)于全部機(jī)器人聯(lián)合調(diào)試，主要是對(duì)于完成機(jī)器人聯(lián)動(dòng)工作時(shí)的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。

（1）層組裝配機(jī)器人和端蓋裝配機(jī)器人的調(diào)試。首先是機(jī)械臂的調(diào)試，主要是檢查三個(gè)軸在具體工作時(shí)的運(yùn)行情況，是否能夠達(dá)到相應(yīng)的水平面上，每一個(gè)部件是否固定到位。其次是機(jī)械爪的調(diào)試，主要是檢查手爪自身的水平位移是否有產(chǎn)生偏移，傳感器在進(jìn)行掃描的時(shí)候，其準(zhǔn)確率是否符合相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。（2）轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人的調(diào)試。轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人通常是由三個(gè)機(jī)構(gòu)所組成的，分別是主軸、兩個(gè)分軸和機(jī)械爪。具體調(diào)試首先是對(duì)于零件加工進(jìn)行檢查，然后將三個(gè)部分分開(kāi)進(jìn)行檢測(cè)，軸承主要觀察其水平移動(dòng)的穩(wěn)定性，而手爪方面，主要是檢測(cè)其傳感器的掃描效果。調(diào)試完成之后，再將三個(gè)部件重新進(jìn)行組裝。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前而言，動(dòng)力鋰電池作業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我們國(guó)家的生產(chǎn)工作當(dāng)中，其不僅有著非常高的效率，而且也保證了生產(chǎn)的質(zhì)量。由此能夠看出，動(dòng)力鋰電池作業(yè)機(jī)器人必然是未來(lái)生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展方向。不過(guò)，此類(lèi)機(jī)器人現(xiàn)階段仍然存在著需要改進(jìn)的地方，因此也需要我們繼續(xù)展開(kāi)研究，從而能夠在未來(lái)更好地將此項(xiàng)技術(shù)推廣于市場(chǎng)之中。

參考文獻(xiàn)

[1]戚琛琛，沈敏賽.電動(dòng)物流機(jī)器人動(dòng)力電池組的充電控制方法研究[J].電世界，2016，57（9）：25-28.

[2]王哲祿.基于工業(yè)機(jī)器人的極板搬運(yùn)工作站的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技視界，2016（4）：218-219.

[3]盧振利，孫凱翔，葛晨斌，等.應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的勞動(dòng)密集型企業(yè)典型生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)[J].高技術(shù)通訊，2015，25（z1）：815-821.endprint