工業(yè)機器人在柔性生產(chǎn)線中的應(yīng)用

王林偉 欒宇航 李朔 王攀登 李鈺清

摘要：柔性生產(chǎn)線是通過通訊網(wǎng)絡(luò)把多臺可控的數(shù)控機床聯(lián)結(jié)起來，配以自動輸送裝置組成的生產(chǎn)線。它依靠中央控制臺管理，可以混合多種生產(chǎn)模式，從而減少生產(chǎn)成本做到物盡其用。工業(yè)機器人充當了柔性生產(chǎn)線的自動輸送裝置的主力，廣泛應(yīng)用在碼垛作業(yè)、密封作業(yè)等。本文主要分析了工業(yè)機器人的優(yōu)勢，并探討了工業(yè)機器人在柔性生產(chǎn)線中的應(yīng)用，可供參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人;柔性生產(chǎn)線;應(yīng)用

1工業(yè)機器人的優(yōu)勢分析

第一，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。機器人可迅速從一個作業(yè)位置移動到下一個作業(yè)位置，尤其是垂直多關(guān)節(jié)、水平多關(guān)節(jié)機器人可實現(xiàn)高速移動;與人工相比，機器人能夠24小時不間斷工作，并且提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低了勞動力成本。第二，可充分發(fā)揮系統(tǒng)的通用性?？奢p松適應(yīng)多種機型，便于轉(zhuǎn)換到新機型，隨意改變機器人的動作，充分發(fā)揮柔性制造系統(tǒng)的通用性。第三，調(diào)試時的故障少，可縮短調(diào)試時間，系統(tǒng)調(diào)試可很快完成。工業(yè)機器人屬高自由度的通用產(chǎn)品，可靠性高，且能靈活適應(yīng)新系統(tǒng)。第四，隨著人口紅利的逐漸下降，企業(yè)用工成本不斷上漲，引入工業(yè)機器人可大大降低勞動力成本并把操作人員從簡單作業(yè)、工傷事故中解放出來。

2工業(yè)機器人在柔性生產(chǎn)線中的應(yīng)用

2.1碼垛作業(yè)

碼垛機器人是用在工業(yè)生產(chǎn)過程中執(zhí)行大批量工件、包裝件的獲取、搬運、碼垛、拆垛等任務(wù)的一類工業(yè)機器人。碼垛作業(yè)主要在產(chǎn)品出廠工序和倉庫的貯存保管時進行該項作業(yè)，將幾個產(chǎn)品放在托板或箱內(nèi)，在產(chǎn)品出廠或倉庫貯存保管時使用。如果靠人工搬運數(shù)量龐大的產(chǎn)品，不僅是一項艱巨的任務(wù)，作業(yè)效率也非常低。使用碼垛機器人就能在短時間內(nèi)按照訂單將各類產(chǎn)品大量、迅速地堆積在托板上交付。

2.2澆口切割作業(yè)

澆口切割作業(yè)主要是切割塑料注塑成型時產(chǎn)生的澆口，在機械手前端裝上切割工具（剪鉗等）進行作業(yè)。為了切割位于復雜位置處的澆口，使用可適應(yīng)各種姿勢的具有5軸、6軸自由度垂直多關(guān)節(jié)機器人。如圖1所示為型鋼機器人柔性劃線切割系統(tǒng)，其用途及特點為：型鋼自由放置，機器人可自由移動進行劃線切割;通過激光位移傳感器對型鋼進行三維檢測獲得加工圖形的坐標數(shù)據(jù);可離線編程;加工圖形位置偏差通過計算機和機器人控制器即時通訊等。

2.3密封作業(yè)

密封作業(yè)機器人在機械手前端安裝涂敷頭，進行密封劑、填料、焊料涂敷等作業(yè)，必須對密封部位進行連續(xù)、均勻涂敷。因此，進行示教、編程時必須考慮涂敷作業(yè)的技術(shù)。例如，須處理好涂敷開始時的行走等待時間、涂敷停止時間、確保軌跡精度等因素。以繼電器密封涂膠機器人（如圖2所示）為例。

2.4機床自動上下料作業(yè)

工業(yè)機器人CNC柔性生產(chǎn)線的核心內(nèi)容為多機器設(shè)備的協(xié)同作業(yè)，PLC可編程控制器通過平臺中傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對各設(shè)備的狀態(tài)及參數(shù)的收集，使用kalman濾波算法實現(xiàn)對平臺中的運動對象序列測算出該坐標位置及運行速率，并采用以太網(wǎng)TCP/IP通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對設(shè)備的精確同步控制，其控制工作流程圖如圖3所示。

2.5潔凈室作業(yè)

隨著制造技術(shù)的發(fā)展，（半導體）晶片和液晶玻璃日趨大型化，半導體制造工序和液晶制造工序等需要非常清潔的環(huán)境，通常在“潔凈室”這個特別的空間中運行，此類用途中一般使用潔凈機器人。潔凈機器人就是在工作時不產(chǎn)生灰塵（塵埃）的機器人。為此，伺服系統(tǒng)全部采用AC伺服，旋轉(zhuǎn)部分均作了密封處理。此外，還通過真空裝置將機器人內(nèi)部的粉塵排放到潔凈室的外部。表示潔凈程度時使用“潔凈度等級”，例如“潔凈度等級10（0.3μm）”，表示每立方英尺內(nèi)所含直徑0.3μm以上的塵埃為10個以下的潔凈程度。

3結(jié)語

總之，柔性制造與智能制造已然變成高端制作的標記，是將來公司進展的新趨向，所有未來發(fā)展歸根究底都是要工業(yè)機器人智能技藝發(fā)展做支撐。

參考文獻：

[1]許鵬輝.工業(yè)機器人在機械制造中的應(yīng)用[J].中外企業(yè)家.2015（09）.

[2]任燕.工業(yè)機器人在柔性生產(chǎn)線中的應(yīng)用[J].自動化與儀器儀表，2015，（10）：86-88.

（作者單位：沈陽工學院機械工程與自動化學院）

作者簡介：王林偉（1992.6.18），性別：男;籍貫：遼寧朝陽;民族：漢;學歷：研究生、碩士;職稱：助教;職務(wù)：無;研究方向：礦山機械。