基于工業(yè)機(jī)器人的自動化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展更新，機(jī)器人的使用越來越普遍，在工業(yè)領(lǐng)域，運(yùn)用機(jī)器人可以提高工業(yè)化水平，機(jī)器人的精細(xì)化工作水平受到行業(yè)的廣泛好評，在人力資源稀缺的國家，使用工業(yè)機(jī)器人能夠彌補(bǔ)人力資源的短缺，有的發(fā)達(dá)國家在自動化生產(chǎn)技術(shù)中，機(jī)器人的使用已經(jīng)成為了一種潮流，我國在機(jī)器人的使用上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和發(fā)達(dá)國家相比，基于此，需要對相關(guān)機(jī)器人在自動化生產(chǎn)技術(shù)上的應(yīng)用做相應(yīng)地分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人;自動化;生產(chǎn)技術(shù)

Abstract： With the continuous development and update of science and technology， the use of robots has become more and more common. In the industrial field， the use of robots can improve the level of industrialization. The level of refined work of robots has been widely praised by the industry. In countries with scarce human resources， the use of industrial Robots can make up for the shortage of human resources. In some developed countries， the use of robots has become a trend in automated production technology. The use of robots in my country is far from being compared with developed countries. Based on this， it is necessary to treat related robots. The application in automated production technology should be analyzed accordingly.

Keywords： robot; automation; production technology

引言

機(jī)器人技術(shù)是智能技術(shù)的代表之一，在自動化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用中，能夠提高工人員的工作效率，減少經(jīng)濟(jì)成本，客觀上能夠帶動生產(chǎn)力的提升，工業(yè)機(jī)器人的質(zhì)量和數(shù)量在自動化生產(chǎn)技術(shù)上都有較大的改變，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展要求工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)技術(shù)需要做相應(yīng)地改變，落后的工業(yè)機(jī)器人會被先進(jìn)的工業(yè)機(jī)器人所替代，只有這樣才能更好地適應(yīng)自動化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。

一、工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)

（一）擬人化

工業(yè)機(jī)器人的主要特點(diǎn)是擬人化，也就是根據(jù)人的特性來設(shè)置機(jī)器人的工作屬性，其他類型的機(jī)器人也是如此，在模擬人的特性上用計(jì)算機(jī)控制[1]。另外，在模擬人的感官上通過大量的技術(shù)設(shè)計(jì)，在工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)部構(gòu)造當(dāng)中，加入了生物傳感器，例如，視覺傳感器、聲覺傳感器、嗅覺傳感器等等，模擬人的感官系統(tǒng)設(shè)置這些傳感器的目的在于工業(yè)機(jī)器人能夠像人一樣，通過計(jì)算機(jī)控制達(dá)到各種生物傳感器的綜合使用，以達(dá)到高精準(zhǔn)、高質(zhì)量的完成生產(chǎn)實(shí)踐工作的目的。

（二）可編程

在自動化生產(chǎn)技術(shù)中，工業(yè)機(jī)器人可以隨時間、地點(diǎn)的變化而變化，也就是在機(jī)器人的使用上重新加上一些元部件，通過這些元部件，機(jī)器人的功能變得豐富而具有可操作性，對于工業(yè)機(jī)器人的功能，在設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)之下，可以讓其發(fā)揮最大得工作效益。工業(yè)機(jī)器人在可編程的特性之下，不再是單純的工業(yè)機(jī)器人，而是有著特殊功能的機(jī)器人，像人類一樣，人類通過學(xué)習(xí)獲得知識，擁有知識的人類在社會實(shí)踐當(dāng)中就有了行動的指南，工業(yè)機(jī)器人通過技術(shù)人員的重新組裝設(shè)計(jì)，在具備多樣化的功能之下，可以更好地完成工作任務(wù)，可以說，可編程性是機(jī)器人的重要特征之一，有了這個特性，我們才可以把冰冷僵硬的機(jī)器組織成一套具備柔性的生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)，以適應(yīng)各種充滿挑戰(zhàn)性的應(yīng)用場景.

（三）通用性

工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)活動中，可以應(yīng)用到各個生產(chǎn)鏈條里面，只要是符合工業(yè)機(jī)器人功能的生產(chǎn)實(shí)踐活動，都可以讓工業(yè)機(jī)器人去進(jìn)行實(shí)踐操作，工業(yè)機(jī)器人的通用性能夠讓工業(yè)機(jī)器人的使用變得更加廣泛，在現(xiàn)代生產(chǎn)實(shí)踐活動當(dāng)中，很多工作都有著復(fù)雜度高、繁雜等特點(diǎn)，要把這些工作做好，人的作用又非常有限，只能借助于工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)來完成繁雜的工作。

二、各種類型的工業(yè)機(jī)器人在自動化生產(chǎn)技術(shù)里面的使用

機(jī)器人技術(shù)是建立在精密伺服控制技術(shù)和精密傳動技術(shù)基礎(chǔ)之上的，機(jī)器人按照機(jī)械原理不同可以劃分為并聯(lián)型機(jī)器人和串聯(lián)型機(jī)器人兩大類，并聯(lián)機(jī)器人適合響應(yīng)速度快，負(fù)載相對較輕的場合使用，工業(yè)現(xiàn)場目前使用較多的是6自由度串聯(lián)型機(jī)器人.

（一）搬運(yùn)機(jī)器人的使用

在自動化生產(chǎn)技術(shù)流程當(dāng)中，產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后需要搬運(yùn)，因?yàn)槿肆Y源有限，而且用人工搬運(yùn)產(chǎn)品往往費(fèi)時費(fèi)力，在搬運(yùn)的過程中由于產(chǎn)品的質(zhì)量、性質(zhì)等不同，可能會導(dǎo)致出現(xiàn)員工受傷情況，為了節(jié)約人力成本、提高工作效率，設(shè)計(jì)一款能夠搬運(yùn)產(chǎn)品的機(jī)器人是非常必要的[2]。搬運(yùn)機(jī)器人的工作能夠在自動化生產(chǎn)線、集裝箱等領(lǐng)域，發(fā)揮人工不能操作的作用，搬運(yùn)是一項(xiàng)非常艱辛的任務(wù)，在自動生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中，要把產(chǎn)品從生產(chǎn)環(huán)節(jié)一直到應(yīng)用環(huán)節(jié)的搬運(yùn)任務(wù)做到一絲不茍，只能在技術(shù)上開展相應(yīng)地改變，人類能做的搬運(yùn)工作只能是滄海一粟，只有使用高端技術(shù)機(jī)器人技術(shù)，才可以有效地、高質(zhì)量地完成生產(chǎn)搬運(yùn)工作。

（二）焊接機(jī)器人的使用

焊接機(jī)器人能夠在自動化生產(chǎn)技術(shù)過程中，完成各種金屬材料的焊接工作，因?yàn)樵谏a(chǎn)領(lǐng)域，都需要使用鐵制、鋼制構(gòu)架。在沒有機(jī)器人技術(shù)之前，在生產(chǎn)自動化過程里面如果什么地方的構(gòu)架出現(xiàn)問題，傳統(tǒng)的方法就是人工操作電焊機(jī)進(jìn)行構(gòu)架的修補(bǔ)，人工電焊機(jī)質(zhì)量重不說，在使用的過程中很容易出現(xiàn)問題，比如，噪聲大，生產(chǎn)工人如果長時間在噪聲大的環(huán)境里面工作，會損傷聽力。另外，在焊接工作開展以前，焊接人員需要做好焊接防護(hù)工作，穿焊接防護(hù)服，戴防護(hù)眼鏡，但是考慮到焊接工作的特殊性，需要按時按點(diǎn)保證焊接工作有效開展，把工作做好做細(xì)不說，還需要保證焊接質(zhì)量，從這個方面來講，人工焊接任務(wù)重、工作要求高、費(fèi)時費(fèi)力，會影響自動化生產(chǎn)流程的開展?，F(xiàn)在技術(shù)發(fā)展迅速，使用焊接機(jī)器人可以彌補(bǔ)人工焊接技術(shù)的不足，在焊接質(zhì)量上、速度上、時間上都可以把焊接工作做好。

（三）檢測機(jī)器人的使用

生產(chǎn)實(shí)踐活動要求生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的質(zhì)量需要按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測評和分選，在自動化生產(chǎn)技術(shù)里面，如果可以使用到工業(yè)機(jī)器人里面的檢測機(jī)器人，可保證檢測更加規(guī)范。例如，在各種電子產(chǎn)品的檢測上，應(yīng)用檢測機(jī)器人，對電子產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行系統(tǒng)化測驗(yàn)，可以推動電子產(chǎn)品的優(yōu)化升級。像手機(jī)、電腦、音響、錄音機(jī)等電子產(chǎn)品，尤其是手機(jī)，內(nèi)部系統(tǒng)里邊的原部件微小，人工檢測效率低，而且在檢測過程中出現(xiàn)很多錯誤，在很多檢測環(huán)節(jié)當(dāng)中人工檢測也不好開展工作，因此，有條件的公司或企業(yè)生產(chǎn)出了可以檢測電子產(chǎn)品配件的機(jī)器人，這種機(jī)器人在自動化生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中，可以進(jìn)行科學(xué)化檢測，檢測出來的數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)收取，利用傳感器功能找到設(shè)備當(dāng)中出現(xiàn)的問題，這樣不僅可以提高檢測效率，還可以保證檢測工作質(zhì)量。

（四）裝配機(jī)器人的使用

隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種各樣的產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后，投入到市場里面，市場把產(chǎn)品提供給消費(fèi)者，整個生產(chǎn)流程完成以后，又進(jìn)行下一種產(chǎn)品的生產(chǎn)。生產(chǎn)出來的產(chǎn)品需要組裝，將相關(guān)配件組合到一塊發(fā)，該產(chǎn)品的構(gòu)造就算完成，生產(chǎn)商不停地生產(chǎn)產(chǎn)品，在如此多的產(chǎn)品組裝上，人工組裝產(chǎn)品效率提不上去，而且在組裝的過程中也會出現(xiàn)很多細(xì)節(jié)性的問題[3]。例如，組裝相似配件的時候，不小心把相似的配件當(dāng)成相同的配件組裝在一起，結(jié)果導(dǎo)致組裝的產(chǎn)品質(zhì)量上有瑕疵，不能正常流入市場，對生產(chǎn)商而言，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不能正常使用無疑會提高生產(chǎn)成本，不利于批量化產(chǎn)品的生產(chǎn)。所以，在自動化技術(shù)應(yīng)用上，要使用裝配機(jī)器人來進(jìn)行產(chǎn)品組裝工作，裝配機(jī)器人集裝配技術(shù)、通訊技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為一體，在大型機(jī)械設(shè)備和電子產(chǎn)品的配裝上有很廣泛的使用。

三、工業(yè)機(jī)器人在煙草企業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用

討論完工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)和類型以后，就需要對工業(yè)機(jī)器人在相關(guān)行業(yè)的具體使用做詳盡的分析，我國的煙草企業(yè)是國家的主要稅源地之一，每年上繳的稅款數(shù)量巨大，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煙草企業(yè)的規(guī)模為也變得越來越龐大，生產(chǎn)技術(shù)也開始先進(jìn)起來，工業(yè)機(jī)器人在煙草企業(yè)中有著非常重要的作用，現(xiàn)代卷煙企業(yè)和傳統(tǒng)意義上的卷煙企業(yè)有很大的區(qū)別，尤其在技術(shù)上，現(xiàn)代卷煙企業(yè)能引進(jìn)機(jī)器人生產(chǎn)技術(shù)在卷煙流程當(dāng)中，通過機(jī)械化的操作可以使卷煙工作更符合企業(yè)生產(chǎn)標(biāo)椎，能夠在煙草生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用。

在成品碼垛上，使用標(biāo)準(zhǔn)化碼垛托盤進(jìn)行碼垛，工業(yè)機(jī)器人在碼垛工作中，可以選擇多種碼垛方式。最常見的方式是一臺機(jī)器人對應(yīng)一個碼垛工位，機(jī)器人和碼垛工位互相對應(yīng)，這樣能夠有效地開展碼垛工作;還有一臺機(jī)器人對應(yīng)多個碼垛工位，在機(jī)器人的工作范圍之內(nèi)可以提高碼垛效率，有利于節(jié)約工作撤成本和工作時間。此外，煙草企業(yè)將碼垛好的托盤進(jìn)行拆碼工作，用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行拆碼工作，是一種快捷的拆碼方式[4]。由于在運(yùn)輸過程中，煙箱容易受到外力影響而變形，所以在拆碼工作當(dāng)中，需要著重注意煙草在煙箱里面的位置，如果不能準(zhǔn)確地把握煙草在煙箱當(dāng)中的位置，會使工業(yè)機(jī)器人找不到煙草，在運(yùn)輸過程中很容易出現(xiàn)問題。除此之外，還需要注意煙箱的表面，因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人的材質(zhì)是用鋼鐵制成的，在搬運(yùn)煙箱的時候，如果表面光滑就會使煙箱掉下來，所以要使用真空吸盤吸拿煙箱。

在卷煙工業(yè)原料處理環(huán)節(jié)的制絲線上，應(yīng)用機(jī)器人的全自動解包技術(shù)也取得了很大成功，目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在連續(xù)生產(chǎn)的流水線上，對200kg一件的煙葉原料箱，借助于視覺引導(dǎo)技術(shù)，通過機(jī)器人完成自動切割包裝帶、自動分離內(nèi)包裝材料、自動剝離和回收紙箱等一系列工序，把操作工人從之前繁重的工作中解放出來;

香煙的原材料眾多，在煙草企業(yè)卷煙的過程中，需要將相關(guān)的卷煙原材料送到各個卷煙生產(chǎn)線上，在托盤上裝置好這些原材料，讓工業(yè)機(jī)器人運(yùn)輸，有利于原材料的分批和放置。移動式機(jī)器人可以將煙草的不同類型的原材料進(jìn)行分類挑選，因?yàn)楸姸嗟脑牧匣齑钤谝黄饡?dǎo)致挑選的時候不能有效地進(jìn)行分類，因此，移動式機(jī)器人可以采用圖像識別設(shè)備和機(jī)械手，對原材料進(jìn)行識別，在識別完以后，將不同的原材料運(yùn)到不同的卷煙設(shè)備跟前，通過使用工業(yè)機(jī)器人能夠滿足不同原料的識別和應(yīng)用。

在煙草工業(yè)的煙葉復(fù)烤加工過程中，目前還有很多處理環(huán)節(jié)依賴于人工作業(yè)，比如煙葉等級分選工作，為了滿足一定的分選速度，傳統(tǒng)上都是依靠人海戰(zhàn)術(shù)，通過安排大量的勞動力，依靠肉眼觀察、手工翻動煙把來完成煙葉質(zhì)量等級的判斷和分選工作，這種方式生產(chǎn)效率低，工人勞動強(qiáng)度大，隨著檢測技術(shù)進(jìn)步和機(jī)器人技術(shù)的普及，可以預(yù)料，未來這些場景都將會進(jìn)入機(jī)器人作業(yè)的時代.

四、結(jié)束語

工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)是歷史發(fā)展的必然，在經(jīng)歷了第三次信息革命之后，機(jī)器人技術(shù)也越來越成熟，機(jī)器人的類型也越來越多樣，利用好機(jī)器人技術(shù)可以提高生產(chǎn)力，隨著人口規(guī)模的下降，很多國家面臨著嚴(yán)峻的人口問題，尤其在發(fā)達(dá)國家，人口增長率變成負(fù)增長，因而，工業(yè)機(jī)器人在自動化生產(chǎn)技術(shù)中的地位越來越重要，在不久的未來，工業(yè)機(jī)器人將逐漸成為工廠、企業(yè)自動化生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中的主要勞動力。

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作者簡介

肖榮，男，漢，1965年12月生，工程師，主要從事自動控制和檢測方面的研究工作。