機(jī)器人在自動(dòng)化裝配中的應(yīng)用

尚玉琦

摘要：伴隨著當(dāng)前科技的持續(xù)快速發(fā)展，機(jī)器人在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常會(huì)見(jiàn)到。特別是在一部分工業(yè)生產(chǎn)里，機(jī)器人開(kāi)始漸漸的替代了單一的勞動(dòng)力?？梢哉f(shuō)機(jī)器人的應(yīng)用是時(shí)代發(fā)展的一種標(biāo)志，同時(shí)也是我國(guó)高新技術(shù)獲得長(zhǎng)足進(jìn)步的有力保障。把機(jī)器人應(yīng)用在工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)里的自動(dòng)化裝配行業(yè)，擁有提高生產(chǎn)效率和減少生產(chǎn)成本的用處。所以，機(jī)器人應(yīng)用對(duì)于自動(dòng)化裝配來(lái)講有著不可忽視的意義。本文站在這一基礎(chǔ)上針對(duì)機(jī)器人在自動(dòng)化裝配過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，從而使其能夠更好的推進(jìn)我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人;自動(dòng)化裝配;應(yīng)用該

機(jī)器人技術(shù)在以往的發(fā)展成績(jī)十分理想，并且已經(jīng)被廣泛使用在自動(dòng)化裝配過(guò)程中，其替代了人工將零件構(gòu)成在一起最后使其形成產(chǎn)品的過(guò)程。將人從繁重的勞動(dòng)里解脫出來(lái)，并且機(jī)器人可以非?？焖俨⑶冶憬莸赝瓿啥喾N機(jī)械動(dòng)作的重復(fù)，這樣的一種情況使得工業(yè)生產(chǎn)效率得到提升，并且也降低了企業(yè)實(shí)際的運(yùn)營(yíng)成本。在以往自動(dòng)化裝配系統(tǒng)里都是運(yùn)用人工流水作業(yè)的方式去完成多種零件的組裝，這樣一個(gè)過(guò)程消耗了非常多的人力物力，并且獲得的效率十分低下。所以，對(duì)工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化裝配中的應(yīng)用進(jìn)行研究就變得非常有價(jià)值。

1 機(jī)器在自動(dòng)化裝配中應(yīng)用

1機(jī)器人在自動(dòng)化裝配中的應(yīng)用價(jià)值

制造業(yè)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展貢獻(xiàn)出了非常多的貢獻(xiàn)，而機(jī)器人自動(dòng)化的應(yīng)用對(duì)于制造裝配業(yè)的發(fā)展也有著不可忽視的促進(jìn)作用。裝配自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程全自動(dòng)化不能夠忽視的構(gòu)成部分，其自身的意義在于提升生產(chǎn)效率、減少成本、讓產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，尤其是可以降低或替代特殊條件下人工裝配勞動(dòng)。其主要作用包含了以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

首先，合理應(yīng)用機(jī)器人能夠讓裝配效率得到提升的同時(shí)還能夠減少產(chǎn)品裝配的周期，從而能夠起到降低產(chǎn)品生產(chǎn)周期的作用，可以讓企業(yè)能夠盡快的完成資金回收，提高生產(chǎn)效率。其次，機(jī)器人的應(yīng)用能夠降低人的操作誤差對(duì)產(chǎn)品裝配過(guò)程產(chǎn)生影響，防止人工操作對(duì)于裝配質(zhì)量帶去影響，降低裝配產(chǎn)品出現(xiàn)故障率，使得裝配產(chǎn)品的其裝配進(jìn)度以及自動(dòng)化水平得到提升的同時(shí)還能夠保障企業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益。再次，機(jī)器人的使用降低了企業(yè)人工的使用，同時(shí)還減少了出現(xiàn)安全事故的可能，這樣的一種形式不僅僅減少了工人工資的額外支付，同時(shí)也為企業(yè)締造效益，并且降低了一些人工工作的強(qiáng)度。最后，機(jī)器人的應(yīng)用可以進(jìn)行一些人工所無(wú)法進(jìn)行的不連續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)，從而讓企業(yè)在市場(chǎng)發(fā)展過(guò)程中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

2 機(jī)器人在自動(dòng)化裝配中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 機(jī)器人誤差校正技術(shù)

很多自動(dòng)化裝配環(huán)節(jié)針對(duì)機(jī)器人操作上的精度有著很高的要求，諸如半導(dǎo)體行業(yè)和手機(jī)裝配行業(yè)，這個(gè)時(shí)候針對(duì)機(jī)器人定位誤差上就有著非常嚴(yán)格的要求?？墒怯性S多工業(yè)機(jī)器人的絕對(duì)定位精度相對(duì)較差，因此其和重復(fù)定位精度比較起來(lái)存在的誤差數(shù)量級(jí)相差。通常針對(duì)普通的裝配行業(yè)來(lái)講針對(duì)機(jī)器人重復(fù)定位需要將其控制在0.1mm的范圍中，并且還需要使得其絕對(duì)定位精度控制在毫米級(jí)別的范圍中。所以，針對(duì)機(jī)器人的發(fā)展來(lái)講怎么使用機(jī)器人誤差校正技術(shù)去極大程度的提升其末端絕對(duì)定位精度就變得非常主要，這個(gè)直接對(duì)于機(jī)器人是不是可以被應(yīng)用許多高精密行業(yè)的核心要素。

2.2鉆鉚多功能末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)技術(shù)

鉆鉚多功能末端執(zhí)行器其屬于機(jī)器人鉆鉚的一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，要求在裝配環(huán)節(jié)進(jìn)行鉆孔和锪窩以及鉚接等相關(guān)工作任務(wù)。將其應(yīng)用在不同場(chǎng)合的一種工業(yè)機(jī)器人，鉆鉚多功能末端執(zhí)行器進(jìn)行的設(shè)計(jì)和以往的設(shè)計(jì)是存在一定差異的，要求按照四季的的裝配任務(wù)去完成末端執(zhí)行器所需要的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候還需要盡可能的考慮到具體生產(chǎn)中提出的需求，并且也需要按照操作對(duì)象自身的特殊性去完成相關(guān)設(shè)計(jì)，一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)可以在一定程度上使得裝配任務(wù)的效率得到提升。

2.3機(jī)器視覺(jué)技術(shù)

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是在最近幾年發(fā)展比較熱門的一種技術(shù)，使用將機(jī)器人技術(shù)與圖像處置技術(shù)之間適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合起來(lái)從而進(jìn)行多種不同的工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，這樣的一種情況也從極大程度上提升了工業(yè)生產(chǎn)效率。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)被引入機(jī)器人設(shè)計(jì)里，能夠極大程度的使得機(jī)器人自身的感知能力與智能化水平得到提升，同時(shí)還能更讓機(jī)器人可以運(yùn)用視覺(jué)去對(duì)附近的工業(yè)環(huán)境有所感知，從而去完成自主導(dǎo)航與自主工作的任務(wù)。在具體裝配就可以讓機(jī)器人進(jìn)入指定位置完成任務(wù)，而不再像以往的工業(yè)機(jī)器人只是被被固定在一個(gè)具體的位置上去進(jìn)行相關(guān)的工作，這樣就可以讓裝配環(huán)節(jié)朝著自動(dòng)化與智能化的方向發(fā)展，最終使得裝配效率得到提升。

2.4離線編程技術(shù)

在具體進(jìn)行裝配任務(wù)的時(shí)候，機(jī)器人對(duì)于產(chǎn)品裝配操作屬于離線程序驅(qū)動(dòng)。離線要求編制的程序其本身是為了多個(gè)階段裝配任務(wù)制定科學(xué)有效的機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡使其能夠和末端運(yùn)動(dòng)軌跡，并且還需要通過(guò)機(jī)器人身上的傳感器進(jìn)行角度與姿態(tài)數(shù)據(jù)的有效搜集，并且把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信號(hào)使其對(duì)機(jī)器人身上的多個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。程序代碼執(zhí)行效率也會(huì)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操作的效率產(chǎn)生影響。離線編程技術(shù)要求處置產(chǎn)品自動(dòng)生產(chǎn)操作程序的編制情況。

2.5自主移動(dòng)技術(shù)

自主導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用可以讓工業(yè)機(jī)器人在裝配車間進(jìn)行多種比較復(fù)雜的任務(wù)，針對(duì)激光雷達(dá)和超聲波傳感器與多種姿態(tài)傳感器的有效應(yīng)用并且時(shí)搭載著ros操作系統(tǒng)讓機(jī)器人可以在cpu里完成即時(shí)有效的建模，通過(guò)這樣的方式規(guī)劃出一條比較適合的路徑，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程里可以有效的避免觸碰障礙物，使其能夠在指定的位置完成規(guī)定的任務(wù)。自主導(dǎo)航主要需要處置的多種工業(yè)環(huán)境針對(duì)傳感器的干擾問(wèn)題和應(yīng)該怎樣對(duì)導(dǎo)航路徑給予優(yōu)化等等。

2.6自動(dòng)鉆孔技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人能夠運(yùn)用艙室三維數(shù)字模型使其能夠快速對(duì)孔的尺寸進(jìn)行確認(rèn)，從而完成造孔過(guò)程。將螺紋孔的加工作為例子，機(jī)械臂能夠運(yùn)用自身配備的視覺(jué)識(shí)別以及直接輸入待加工孔的空間位置去完成末端到加工位置的驅(qū)動(dòng)。在第一位置，螺紋底孔使用鉆孔工具（氣鉆、電鉆）進(jìn)行加工，攻絲工具通過(guò)刀具切換機(jī)構(gòu)置在加工位置直接完成螺紋加工。結(jié)果顯示，這一方式加工孔所處在的位置以及形狀精準(zhǔn)度明顯的超出手工加工方式?？墒怯幸恍C(jī)器人仍然是依賴慣性導(dǎo)航的原理去完成鉆孔操作，在對(duì)導(dǎo)航支架進(jìn)行安裝的過(guò)程中，對(duì)于支架安裝精度提出的要求相對(duì)較高，因此要求假如一個(gè)多自由度的系統(tǒng)去對(duì)裝置自由轉(zhuǎn)動(dòng)給予保障。并且在機(jī)器人支撐系統(tǒng)上，用處需要使用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)去對(duì)相對(duì)的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，運(yùn)用精密的控制去使得及結(jié)構(gòu)提出的機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)需求得到保障，從而使其能夠完成自動(dòng)鉆孔提出的要求。

結(jié)語(yǔ)

綜裝配就是運(yùn)用調(diào)整和檢查等操作將擁有一定幾何形狀的物體結(jié)合在一起。傳統(tǒng)自動(dòng)化裝配工作涉及到重復(fù)繁重的動(dòng)作，都是由人工流水作業(yè)完成的。普遍存在人力、物力消耗多，工作效率低下的問(wèn)題。而機(jī)器人的應(yīng)用，可有效幫助工人從繁重、重復(fù)的工作中解放出來(lái)，在提高工業(yè)生產(chǎn)效率的時(shí)候降低了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。所以，積極的進(jìn)行好機(jī)器人在當(dāng)前自動(dòng)化裝配里的應(yīng)用配合工作有著不可忽視的意義。

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