工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線的研制

馬靜+李宇

摘 要

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，為了滿足生產(chǎn)的需要，就必須實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)領(lǐng)域的智能化與自動(dòng)化，而工業(yè)機(jī)器人的研制正是為了實(shí)現(xiàn)這一目的。工業(yè)機(jī)器人能夠在很大程度上提升生產(chǎn)效率，并降低勞動(dòng)力成本，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最優(yōu)。本文在對(duì)裝配生產(chǎn)線加以概述的基礎(chǔ)上，分析了工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)裝配生產(chǎn)線應(yīng)用的技術(shù)方針，并指出了研制過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)機(jī)器人 自動(dòng)裝配 生產(chǎn)線

工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用是裝配生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化生產(chǎn)的核心要素，當(dāng)前在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)正式投入了使用，盡管我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究起步相對(duì)較晚，但近年來(lái)工業(yè)機(jī)器人的研究已經(jīng)取得了相當(dāng)大的突破與創(chuàng)新。且在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用正逐步擴(kuò)大，形成了工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線。為我國(guó)在裝配行業(yè)實(shí)現(xiàn)無(wú)人數(shù)字化車間奠定了基礎(chǔ)。

1 關(guān)于工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線的概述

在生產(chǎn)領(lǐng)域，關(guān)于機(jī)械的制造往往采取的是流水線制造的方式，對(duì)于加工設(shè)備的智能化有著較高要求。而自動(dòng)裝配生產(chǎn)線就是利用現(xiàn)代化的生產(chǎn)技術(shù)用機(jī)器人代替了傳統(tǒng)的人工勞動(dòng)，使機(jī)器人與裝配設(shè)備有機(jī)結(jié)合了起來(lái)，在輸送系統(tǒng)與裝配設(shè)備的共同作用下完成產(chǎn)品的批量裝配、檢測(cè)、標(biāo)示以及包裝等工序，是生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)，由于機(jī)器人的穩(wěn)定性高，能夠更好地實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化裝配，克服了由于人工造成的誤差，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線的投入使用在很大程度上提高了勞動(dòng)生產(chǎn)的效率，使生產(chǎn)制造業(yè)從傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榱思夹g(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，提升了產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

2 技術(shù)路線分析

（1）要研制出能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配的生產(chǎn)線，首先需要對(duì)裝配線進(jìn)行全局的規(guī)劃，并制定多種傳輸方案，同時(shí)還要對(duì)需要裝配的產(chǎn)品加以分析，從產(chǎn)品內(nèi)容與裝配特點(diǎn)出發(fā)，這樣才能夠在多種傳輸方案中擇優(yōu)選擇。當(dāng)前在工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上所運(yùn)營(yíng)的傳輸技術(shù)一般是異步傳輸?shù)姆绞?，這樣的設(shè)計(jì)方案具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的可行性。

（2）還要對(duì)現(xiàn)有裝配技術(shù)的特點(diǎn)與效率進(jìn)行分析，并將裝配動(dòng)作進(jìn)行分解，分析每一個(gè)步驟的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，并對(duì)其中所存在的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，使之能夠滿足智能化的需要。除此之外，還要將手工裝配與機(jī)器人自動(dòng)裝配這兩種方式加以比較，從而對(duì)工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線的性能進(jìn)行優(yōu)化，例如將裝配步驟進(jìn)行簡(jiǎn)化，使之只需利用幾個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作就能夠完成裝配工作?；蛘邔⒃械牧慵惭b方法集中到指定的工位，這樣就能減少工作的流程，在最短的工作時(shí)間內(nèi)完成更多產(chǎn)品的裝配。

（3）要對(duì)不同工位的功能進(jìn)行優(yōu)化。在這一技術(shù)中，需要根據(jù)所裝配零件的特點(diǎn)與裝配要求來(lái)對(duì)每一工位的裝配動(dòng)作進(jìn)行合理構(gòu)思，分析工位裝配設(shè)備的功能是否適用。同時(shí)還要進(jìn)行重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，以使工位的裝配動(dòng)作能夠逐漸被完善，要保證不同的工位擁有不能的功能，從而滿足裝配過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品加油、裝箱、檢測(cè)等需要。

（4）要對(duì)DFA進(jìn)行研究，并將之應(yīng)用到實(shí)踐中。DFA主要是指對(duì)裝配零件進(jìn)行改造再設(shè)計(jì)，使之能夠滿足自動(dòng)化裝配的需要，這樣能夠促使產(chǎn)品的自動(dòng)裝配更加有效，同時(shí)能夠在很大程度上減少生產(chǎn)成本。要建設(shè)工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線，就必須根據(jù)設(shè)計(jì)方案來(lái)對(duì)現(xiàn)有的裝配零件進(jìn)行分析與改造，創(chuàng)新出新的結(jié)構(gòu)形式，使生產(chǎn)線的傳輸方式能夠得以簡(jiǎn)化。并提升定位的精確度，使最終裝配出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，減少設(shè)備故障發(fā)生的概率。

3 自動(dòng)裝配生產(chǎn)線研制過(guò)程中需要注意的技術(shù)要點(diǎn)

（1）產(chǎn)品的裝配是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程中，其中所涉及到的輸送技術(shù)是核心，關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)方式、定位精確度、工作效率以及生產(chǎn)成本等。因此在工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線研制過(guò)程中，需要對(duì)傳輸技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)前，最為常見的傳送方式主要是采取直接輸送定位的技術(shù)，這種技術(shù)傳輸速度快，定位準(zhǔn)確，生產(chǎn)效率高。

（2）裝配專機(jī)的研制同樣也是工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線研制的重點(diǎn)內(nèi)容。不同產(chǎn)品的裝配需要運(yùn)用不同的裝配專機(jī)，這就要根據(jù)產(chǎn)品的類型與特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使生產(chǎn)線的自動(dòng)化性能達(dá)到最優(yōu)。例如在裝配時(shí)，往往會(huì)對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的產(chǎn)品同時(shí)裝配，這就要求裝配機(jī)的性能必須達(dá)到要求，能夠同時(shí)針對(duì)數(shù)量較多的產(chǎn)品進(jìn)行作業(yè)，并保證裝配的質(zhì)量。

（3）工業(yè)機(jī)器人與末端操作器的研制是自動(dòng)裝配生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)之一。在生產(chǎn)線運(yùn)行過(guò)程中，需要運(yùn)用到大量的機(jī)器人，并針對(duì)不同零件的裝配對(duì)機(jī)器人的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，對(duì)于機(jī)器人的作業(yè)方式也要有所創(chuàng)新，主要包括氣吸式、卡爪式等多種抓取方式，使之能夠完成不同的裝配任務(wù)。而末端操作器是保證裝配工作能夠順利完成的重要設(shè)備，因此在研制過(guò)程中還要注意對(duì)這一機(jī)器的開發(fā)，使生產(chǎn)線的工作能夠圓滿完成。

（4）要安排專門的操作人員進(jìn)行巡視與檢查。盡管工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線具有智能化與自動(dòng)化特點(diǎn)，但是并不是萬(wàn)能的。其投入相當(dāng)大，一旦在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)故障就可能導(dǎo)致重大的損失，因此在裝配時(shí)依然還需要人工進(jìn)行檢查與加料，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)與檢修，使生產(chǎn)線的性能得到優(yōu)化，進(jìn)一步提升其使用壽命，從而提升勞動(dòng)生產(chǎn)率。

4 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用范圍十分廣泛，能夠在家電、儀表、機(jī)器等產(chǎn)品的裝配中應(yīng)用，可以減少生產(chǎn)過(guò)程中勞動(dòng)力的使用，并促進(jìn)勞動(dòng)成產(chǎn)率的提高，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提升。隨著社會(huì)生產(chǎn)的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)也越發(fā)激烈，只有加強(qiáng)科技的投入，加大對(duì)先進(jìn)技術(shù)的利用力度，促使企業(yè)能夠成功實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型，這樣才能讓企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。因此在未來(lái)的發(fā)展中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用范圍還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，未來(lái)盡可能降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)企業(yè)就應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，加大資金與科技的投入，對(duì)智能化生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化與再創(chuàng)新。

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