工業(yè)機(jī)器人在板材切割生產(chǎn)線的應(yīng)用分析

楊永勝

（江蘇省銅山中等專業(yè)學(xué)校， 江蘇 徐州 221116）

引言

工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動(dòng)執(zhí)行工作，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。工業(yè)機(jī)器人主要是應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，它可以根據(jù)人們的指令進(jìn)行行為，可以滿足生產(chǎn)需求。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。工業(yè)機(jī)器人又有很多特點(diǎn)，不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以保證生產(chǎn)過程中的安全性，更好地節(jié)省人力和物力，為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。下面就對工業(yè)機(jī)器人的具體特點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 在板材切割生產(chǎn)線應(yīng)用中存在的問題

雖然有些板材切割生產(chǎn)線已經(jīng)采用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行操作，但是這種普及的效率并不高，而且還是依靠于大量的人工進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率普遍低下，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)還不夠完善，這些都阻礙了工業(yè)機(jī)器人在板材切割生產(chǎn)線的進(jìn)一步推廣。下面就對這些問題進(jìn)行詳細(xì)的分析[1]。

1.1 使用者的問題

在板材切割生產(chǎn)線，只有少量的一些操作崗位擁有工業(yè)機(jī)器人，大部分還是依靠工人進(jìn)行操作，這主要是因?yàn)槠髽I(yè)對于工業(yè)機(jī)器人的重要性的認(rèn)識(shí)不明確，還是依賴于傳統(tǒng)的低廉勞動(dòng)力來獲取利潤。但是隨著時(shí)代的發(fā)展，勞動(dòng)力紅利已經(jīng)正在逐漸消失，企業(yè)必須要尋求新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，找到保持企業(yè)活力和長遠(yuǎn)發(fā)展的動(dòng)力，這就需要相關(guān)的企業(yè)必須樹立創(chuàng)新和效率第一的意識(shí)。很多企業(yè)忽視工業(yè)機(jī)器人所帶來的企業(yè)利潤，滿足于目前的傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，沒有創(chuàng)新和自主的意識(shí)，沒有去積極探索新的企業(yè)的發(fā)展模式。

1.2 技術(shù)不過關(guān)

工業(yè)機(jī)器人目前技術(shù)還不夠完善，只是停留在初級(jí)階段，機(jī)器人只能根據(jù)人的指令或者提前確定的程序進(jìn)行操作，沒有自主能力，不能根據(jù)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)調(diào)整自己的工作效率和工作內(nèi)容，因此在技術(shù)上還有待進(jìn)步，只有不斷革新技術(shù)，才能使工業(yè)機(jī)器人更好地應(yīng)用到板材切割生產(chǎn)線。板材切割需要不斷提高機(jī)器人的精密性，就是機(jī)械手要更加精細(xì)，所掌握的一些切割技巧應(yīng)該更加人性化[2]。下面就針對工業(yè)機(jī)器人在板材切割過程中出現(xiàn)的一些技術(shù)問題進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.2.1 基礎(chǔ)零部件制造能力低下

我國工業(yè)機(jī)器人制造行業(yè)雖然也呈現(xiàn)出一定程度的繁榮，但是特別是一些精細(xì)零件的制作與國外還是有很大的差距，導(dǎo)致形成競爭弱勢，很多比較精密的零件依靠進(jìn)口，加大了工業(yè)機(jī)器人制造成本，不利于工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)一步推廣。

1.2.2 極度缺乏自主品牌

我國工業(yè)機(jī)器人廠商一般都是將國外的一些零部件進(jìn)行組裝來賺取安裝費(fèi)用，雖然也有一部分企業(yè)開始自主研發(fā)，但是研究成果不明顯，沒有形成品牌效應(yīng)，毫無知名度。導(dǎo)致我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展速度緩慢。

1.2.3 切割軟件不完善

一般工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)用的時(shí)候，都是在電腦上安裝相應(yīng)的切割軟件，然后根據(jù)板材的實(shí)際情況，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)錄入，軟件會(huì)分析出最佳切割點(diǎn)，然后再發(fā)布指令，工業(yè)機(jī)器人接受指令之后開始工作。而目前，這種切割軟件并不完善，導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人在板材切割生產(chǎn)線中的應(yīng)用效果不佳。

2 在板材切割生產(chǎn)線應(yīng)用中的建議

2.1 提高創(chuàng)新意識(shí)

創(chuàng)新是推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展的重要源泉，因此必須要樹立創(chuàng)新意識(shí)。相關(guān)的板材切割生產(chǎn)線企業(yè)要學(xué)會(huì)創(chuàng)新生產(chǎn)模式，積極引進(jìn)一些工業(yè)機(jī)器人到具體的生產(chǎn)過程之中，使工業(yè)機(jī)器人為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)利潤，而工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)廠商也應(yīng)該轉(zhuǎn)變思想觀念，積極去探索不同種類的工業(yè)機(jī)器人，根據(jù)不同企業(yè)不同生產(chǎn)部門的特點(diǎn)來制造不同種類、不同形狀、不同性能的工業(yè)機(jī)器人，來滿足不同企業(yè)的生產(chǎn)需求，使工業(yè)機(jī)器人可以更好地運(yùn)用到板材切割生產(chǎn)線中[3]。

2.2 加大科技投入

科技的進(jìn)步自然會(huì)促進(jìn)生產(chǎn)力水平的不斷提高。因此相關(guān)的板材切割企業(yè)要不斷加大資金投入，不斷革新技術(shù)，給工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)造一個(gè)更加適宜的工作環(huán)境。而工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)廠商也應(yīng)該不斷地增加資金投入，建立專門的實(shí)驗(yàn)室，在各種高溫高壓以及一些惡劣的環(huán)境下來測試工業(yè)機(jī)器人是否能達(dá)到相關(guān)的工作標(biāo)準(zhǔn)，要建立科技人員的激勵(lì)機(jī)制，讓更多的科研成果可以運(yùn)用到具體的生產(chǎn)實(shí)踐之中。

2.2.1 研發(fā)自主品牌

由于缺乏自主品牌，主要是承擔(dān)代加工產(chǎn)業(yè)低端的工作，因此我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展速度緩慢，因此必須要研究出屬于本國的成果，樹立品牌效應(yīng)。

2.2.2 加大產(chǎn)業(yè)支持

政府要加以重視，必須要認(rèn)識(shí)到工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用前景，在資金和政策上給予最大程度的支持。

2.3 更新切割軟件

必須要不斷地更新切割軟件，根據(jù)不同的板材切割要求設(shè)計(jì)不同的切割方案，找到不同的切割位置，將這些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)輸入系統(tǒng)，這樣工業(yè)機(jī)器人在進(jìn)行板材切割過程中也會(huì)找到相應(yīng)的指令存在，就可以靈活應(yīng)變遇到的突發(fā)情況，這樣就可以更好地推廣工業(yè)機(jī)器人在板材切割生產(chǎn)線中的應(yīng)用。

2.4 與激光技術(shù)相結(jié)合

要積極推廣工業(yè)機(jī)器人與激光技術(shù)相結(jié)合，激光技術(shù)更加精確，可以提高在板材切割時(shí)的精確度。激光的焦點(diǎn)位置主要有三種類型。

2.4.1 焦點(diǎn)在板材表面

這種方式也稱為0焦距，使用的時(shí)候切割機(jī)的焦點(diǎn)選在貼近工件表面，這種模式下的工件上下表面光滑度不一樣，一般而言貼近焦點(diǎn)的切割面相對很光滑，而遠(yuǎn)離切割焦點(diǎn)的下表面顯得粗糙。這種模式應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中上表面和下表面的工藝要求而定。

2.4.2 焦點(diǎn)在板材里面

這種方式也稱為正焦距。當(dāng)需要切割的工件為不銹鋼或者鋁材鋼板時(shí)常用切割點(diǎn)在工件里面的模式。但這種方式的一個(gè)缺點(diǎn)是由于焦點(diǎn)原理切割表面，切幅相對比切割點(diǎn)在工件表面大，同時(shí)這種模式下需要的切割氣流要大，溫度要足，切割穿孔時(shí)間稍長點(diǎn)。所以當(dāng)選工件的材質(zhì)主要為不銹鋼或者鋁材等硬度大的材質(zhì)時(shí)候選用。

2.4.3 焦點(diǎn)在板材上面

這種方式也稱為負(fù)焦距，因?yàn)榍懈铧c(diǎn)不是位于切割材料的表面也不是位于切割材料的里面，而是定位在切割材料的上方。這種方式主要使用于切割厚度高的材質(zhì)。這種方式之所以將焦點(diǎn)定位在切割材質(zhì)的上方，主要是因?yàn)楹癜逍枰那蟹?，否則噴嘴輸送的氧氣極容易出現(xiàn)不足而致使切割溫度下降。但這種方式的一個(gè)缺點(diǎn)是切割面比較粗糙，不太適用于精密度高的切割。

通過板材切割生產(chǎn)企業(yè)、工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)廠商以及政府部門三方共同努力，工業(yè)機(jī)器人將在板材切割生產(chǎn)線領(lǐng)域中發(fā)揮出更大的作用。

3 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，不僅可以促進(jìn)生產(chǎn)力水平的不斷提高，而且給人們的日常生活也帶來了極大的便利。所以一定要培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，讓更多的工業(yè)機(jī)器人可以運(yùn)用到具體的生產(chǎn)過程之中，節(jié)省人力物力的投入，而且還可以拓展生產(chǎn)領(lǐng)域，不斷為經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力。目前要克服存在的一些問題，比如安全意識(shí)不高、創(chuàng)新能力低下等，要以更加積極自信的態(tài)度去面對科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，并且要更好地將這些技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)過程之中，促進(jìn)企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

[1]林立俊，柳和生，饒錫新，等.基于MATLAB的ARB-120型機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真研究[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2013（3）：67-69.

[2]趙偉，李響，郭愛華，等.工業(yè)機(jī)器人碼垛線的設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2011（20）：117-120.

[3]錢東海，馬文羅，汪建偉，等.多約束條件下的機(jī)器人時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2011（11）：1-5.