工業(yè)機(jī)器人在壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用

肖清雄+阮雄鋒

摘 要：當(dāng)前企業(yè)對(duì)生產(chǎn)品質(zhì)的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)人工操作的生產(chǎn)線已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)需求，而由工業(yè)機(jī)器人構(gòu)建的機(jī)械自動(dòng)化壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高效率、高度自動(dòng)化生產(chǎn)。工業(yè)機(jī)器人不僅具有較高的安全生產(chǎn)性能，同時(shí)能夠應(yīng)用到各個(gè)產(chǎn)線靈活性強(qiáng)、便捷性高，從而從總體上降低了工業(yè)生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；壓縮機(jī)；生產(chǎn)線；工業(yè)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高、品控管理越來(lái)越嚴(yán)格，傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)線無(wú)法實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高效率的自動(dòng)化生產(chǎn)。因此，基于工業(yè)機(jī)器人構(gòu)建壓縮機(jī)組裝自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，不僅能夠提高產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)量、提高設(shè)備生產(chǎn)效率，更能提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。采用工業(yè)機(jī)器人構(gòu)建壓縮機(jī)組裝自動(dòng)化生產(chǎn)線，充分符合工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

工業(yè)機(jī)器人是指應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的擁有多個(gè)機(jī)械關(guān)節(jié)、多自由度的自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械。工業(yè)機(jī)器人通過(guò)預(yù)設(shè)的自動(dòng)控制程序，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)動(dòng)力設(shè)備執(zhí)行自動(dòng)化生產(chǎn)任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人一般通過(guò)遙控連桿機(jī)構(gòu)與數(shù)控機(jī)床相連接，由生產(chǎn)線相應(yīng)工作人員對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)前的程序設(shè)定。壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)線中使用的工業(yè)機(jī)器人具有高度的自動(dòng)化特性，通過(guò)相關(guān)感應(yīng)系統(tǒng)結(jié)合驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)完成生產(chǎn)作業(yè)，極大程度地節(jié)省了生產(chǎn)成本。

工業(yè)機(jī)器人主要由主體機(jī)座、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成，其中主體機(jī)座能夠在指定的范圍內(nèi)完成對(duì)生產(chǎn)材料的抓取以及其他操作，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)一般由具有3～6個(gè)自由度的機(jī)械臂和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，控制系統(tǒng)則主要對(duì)工業(yè)機(jī)器人需要執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行控制，通過(guò)預(yù)設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械臂的控制。壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)線的工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

2 工業(yè)機(jī)器人在壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，采用工業(yè)機(jī)器人代替人工操作生產(chǎn)線的方式進(jìn)行生產(chǎn)將消除人工生產(chǎn)過(guò)程中的安全隱患，減少重復(fù)率高的人工操作，提升生產(chǎn)線整體生產(chǎn)效率。壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)線中采用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)，該生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)將對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制并通過(guò)控制相應(yīng)組裝設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)的生產(chǎn)。生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)主要是根據(jù)該生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程開發(fā)的工業(yè)機(jī)器人控制專用功能模塊，該模塊的使用將提高壓縮機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)的整體效率并降低工業(yè)生產(chǎn)的成本。同時(shí)，該工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線還能針對(duì)不同生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造，通過(guò)升級(jí)控制功能模塊實(shí)現(xiàn)其他的生產(chǎn)操作，生產(chǎn)其他型號(hào)產(chǎn)品，充分體現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的高柔性。該泵體生產(chǎn)線主要完成曲軸、活塞、上缸蓋、下缸蓋、氣缸、消音器和轉(zhuǎn)子的組裝裝配過(guò)程，最后進(jìn)行轉(zhuǎn)子熱套，其泵體生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。

2.1 壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)線機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)操作流程具有較高的復(fù)雜性以及一定的危險(xiǎn)性，而采用工業(yè)機(jī)器人構(gòu)建壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)線將消除人工生產(chǎn)過(guò)程中的安全隱患，減少重復(fù)率高的人工操作，提升工業(yè)生產(chǎn)的整體效率。工業(yè)機(jī)器人構(gòu)建的壓縮機(jī)組裝生產(chǎn)線主要由送料系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、組裝工業(yè)機(jī)器人等系統(tǒng)組成。同時(shí)，基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)構(gòu)建現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的信號(hào)連接，配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的控制連接，構(gòu)建監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。最終構(gòu)建的集散控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的分散控制集中管理的功能，在有效控制工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)，保證生產(chǎn)過(guò)程的安全、穩(wěn)定、高效。

2.2 機(jī)器人組裝系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

工業(yè)機(jī)器人構(gòu)建的該生產(chǎn)線主要由送料系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、壓力機(jī)等組成，工業(yè)機(jī)器人能夠保證送料系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行，通過(guò)走帶電機(jī)以及自動(dòng)送料機(jī)對(duì)需要生產(chǎn)的物料進(jìn)行輸送，隨后工業(yè)機(jī)器人將物料進(jìn)行拼接并對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行組裝，保證組裝過(guò)程的精度和規(guī)范，確保生產(chǎn)線高效穩(wěn)定地進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。

2.3 控制系統(tǒng)

工業(yè)機(jī)器人構(gòu)建的該生產(chǎn)線必須配置相應(yīng)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)。生產(chǎn)控制系統(tǒng)作為自動(dòng)化生產(chǎn)線的核心，有著極其重要的作用，它將直接引導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)，其系統(tǒng)的性能將直接關(guān)系生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)品質(zhì)。在該生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程中，先進(jìn)可靠的控制系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮工業(yè)機(jī)器人的性能，提升工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)的精度。生產(chǎn)控制系統(tǒng)的主要工作是執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)，并對(duì)成品進(jìn)行輸送調(diào)度，是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)度、監(jiān)控、管理的核心，通過(guò)配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理層以及設(shè)備層構(gòu)建生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

2.4 安全系統(tǒng)

工業(yè)機(jī)器人構(gòu)建的該生產(chǎn)線還需要安全系統(tǒng)以保證工業(yè)生產(chǎn)的安全進(jìn)行。安全系統(tǒng)一般配置相應(yīng)的硬件，并結(jié)合監(jiān)控軟件，構(gòu)建冗余的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的安全保護(hù)。根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)安全系統(tǒng)，可幫助機(jī)器設(shè)計(jì)師在機(jī)器設(shè)計(jì)生產(chǎn)的過(guò)程中就可以識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，從而降低此類事故發(fā)生的機(jī)率，此安全系統(tǒng)依據(jù)ISO 13849-1-2015機(jī)械安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

硬件方面主要采用安全柵并配合聯(lián)鎖的方式進(jìn)行配置，通過(guò)相應(yīng)的聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，提前進(jìn)行故障預(yù)警，確保生產(chǎn)過(guò)程中的安全。軟件方面則通過(guò)布置現(xiàn)場(chǎng)總線的方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)控軟件的數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合帶屏蔽功能的高效傳輸數(shù)據(jù)線路對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提前進(jìn)行故障判斷并進(jìn)行相應(yīng)的安全處理，給維修人員提供準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)資料，保障生產(chǎn)線的安全運(yùn)行。

結(jié)論

工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用，大幅度減少了人工的操作，在提升生產(chǎn)效率的同時(shí)減少了生產(chǎn)人員的重復(fù)工作，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)制造中具有不可或缺的地位。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用提升了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，但我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展較為緩慢，生產(chǎn)過(guò)程中的安全防護(hù)意識(shí)也較為薄弱，在設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線時(shí)應(yīng)該注重在保障現(xiàn)場(chǎng)工作人員安全的前提下，提升生產(chǎn)效率和品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用研究具有極高的工程應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]盧澤旭.工業(yè)機(jī)器人在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代制造，2012（12）：49.

[2]楊德君.工業(yè)機(jī)器人在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（19）：59.endprint