淺談工業(yè)機器人的發(fā)展及液晶面板生產(chǎn)中的應用

酈婷　朱宏燕

摘 要：隨著人們?nèi)粘Ｉ钪幸壕Мa(chǎn)品的使用越來越多，對視聽感受的要求不斷提高，液晶行業(yè)也隨之不斷發(fā)展。在液晶面板生產(chǎn)時由于對于產(chǎn)品的質(zhì)量以及高精度的要求，使得工業(yè)機器人在液晶面板制造業(yè)中得以大量應用，在其生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。國內(nèi)工業(yè)機器人的發(fā)展及研發(fā)應用推動了我國的制造業(yè)取得了重大的進步，助力我國的制造業(yè)高速健康地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人；自動化；液晶面板

中圖分類號：TP242.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0319-01

引 言

1959年美國發(fā)明家喬治·德沃爾（George Devol）與約瑟夫·恩格爾伯格（JosephF·Engelberger）聯(lián)手制造出了世界上第一臺工業(yè)機器人。工業(yè)機器人是機器人學中的一個分支，指的是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器人，可以接受人的指揮進行操作，也可以按照事先編排寫入的程序進行操作運行，甚至可以根據(jù)人工智能技術(shù)所制定的規(guī)則進行運行。

1 工業(yè)機器人的構(gòu)造

工業(yè)機器人由設備主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。設備主體指的機器底座以及動作執(zhí)行機構(gòu)，包括機械臂、機械關(guān)節(jié)和機械手，部分機器人還設置有走行機構(gòu)。驅(qū)動系統(tǒng)包含動力裝置及傳動機構(gòu)，用來驅(qū)動動作執(zhí)行機構(gòu)進行各個動作?？刂葡到y(tǒng)則是按事先編輯輸入的運行程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和動作執(zhí)行機構(gòu)輸出動作指令及控制訊號。

工業(yè)機器人有以下特點：將數(shù)控機臺的伺服軸與遙控操縱器的連桿機構(gòu)聯(lián)接，機械手臂的動作經(jīng)預先編程輸入后，該系統(tǒng)便可以脫離人的操作而獨立運行。在機器人示教作業(yè)時，機械手臂按照順序經(jīng)過作業(yè)任務的各個點位，預設的點位信息同時記錄在控制器的儲存器內(nèi)。機器人正常運行作業(yè)時，各個軸關(guān)節(jié)在伺服電機的驅(qū)動下，依次再現(xiàn)運行經(jīng)過各個點位，這類技術(shù)特征被稱為“可編程”和“示教再現(xiàn)”。

2 國內(nèi)工業(yè)機器人的發(fā)展

國內(nèi)的工業(yè)機器人于1972年開始正式研發(fā)。70年代初期，當時世界科技發(fā)展取得一個又一個里程碑，人類在太空探索事業(yè)上的突破性發(fā)展。在這種歷史背景下，勞動力顯得日益短缺，從而工業(yè)機器人的應用在世界范圍內(nèi)掀起了高潮。

進入80年代，在國際高科技技術(shù)浪潮的沖擊下，伴隨著我國的改革開放進程，國內(nèi)的機器人技術(shù)的研發(fā)受到了政府的重視與支持。緊盯世界機器人行業(yè)的技術(shù)前沿，“七五”期間開展了對工業(yè)機器人以及重要零部件的技術(shù)攻關(guān)，以及“863計劃”的實施，取得了多項科研成果。

到了90年代，國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，在經(jīng)濟體制的改革和科學技術(shù)進步的浪潮下，國內(nèi)的工業(yè)機器人在制造業(yè)中的實踐運用大踏步地向前邁進，在汽車制造裝配、碼頭包裝碼垛等行業(yè)成功地研發(fā)并應用了一批工業(yè)機器人。進入21世紀，國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)飛速發(fā)展。在此期間，雖然我國在隧道掘進、裝配自動化等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域取得了較大進展。但和國際同行相比，差距依舊明顯，還需要瞄準國際高新技術(shù)發(fā)展方向，結(jié)合自身發(fā)展需求，研發(fā)攻克工業(yè)機器人的核心技術(shù)。

3 液晶面板制造業(yè)中工業(yè)機器人的應用

工業(yè)機器人應用方式主要有兩種：一是單體機器人工作單元，二是帶機器人的生產(chǎn)線。生產(chǎn)線以機器人為核心，更好地適應了當前制造業(yè)多品種化、小批量的柔性生產(chǎn)發(fā)展趨勢，因而具有更強勁生命力和廣闊的市場發(fā)展前景。

彩色濾光片乃至整個液晶面板制造業(yè)生產(chǎn)線上常采用的工業(yè)機器人有兩種：一種為直角坐標型機器人，另一種為多關(guān)節(jié)型機器人。以我司六代線彩色濾光片生產(chǎn)現(xiàn)場為例，直角坐標型機器人主要應用在產(chǎn)線各制程設備間的連線，主要為三協(xié)四軸機器人。三協(xié)的四軸機器人有R、X、θ、Z四個軸控制?，F(xiàn)場三協(xié)四軸機器人共有110多臺，擔當著彩色濾光片基板搬送的主要力量，在每道制程，上下游設備銜接處都會安裝有三協(xié)四軸機器人負責基板的傳送。經(jīng)過設備調(diào)機階段的示教，確?；宓娜》啪?，取放節(jié)拍的準確，在保證質(zhì)量的情況下大大提高了產(chǎn)量，實現(xiàn)基板搬送自動化。現(xiàn)場的多關(guān)節(jié)型機器人則主要應用在拆包線（UNPACK）、捆包線（PACK）以及ITO濺鍍制程，主要為安川六軸機器人及KUKA六軸機器人。六軸機器人則有S、L、U、R、B、T六個軸控制機器人的動作，安川六軸機器人以及KUKA六軸機器人，按照生產(chǎn)前的示教，精準的再現(xiàn)取放動作、運動軌跡，保證了拆包投料、捆包、濺鍍制程Carrier取放基板的順利實現(xiàn)。現(xiàn)場的機器人都可根據(jù)不同的生產(chǎn)需求以及實際工作狀況的變化，更改設備的運行點位，以對應生產(chǎn)，充分體現(xiàn)了機器人“可編程”、“示教再現(xiàn)”的技術(shù)功能特點。

在南京中電熊貓8.5代液晶面板生產(chǎn)線，現(xiàn)場有超過500臺機器人，幾乎覆蓋了液晶面板生產(chǎn)的每一道制程工序。在生產(chǎn)現(xiàn)場潔凈度要求超高的液晶面板生產(chǎn)車間，通過大量地應用工業(yè)機器人，在顯著提升生產(chǎn)效率的同時，產(chǎn)品的質(zhì)量方面也取得了顯著成效。中電熊貓集團電子裝備制造公司，在項目籌備期間便配備了強大的研發(fā)團隊，攻克掌握了機器人核心技術(shù)，根據(jù)高世代液晶面板生產(chǎn)線的實際生產(chǎn)需求，研發(fā)和生產(chǎn)出了與每一道制程工藝環(huán)節(jié)相匹配的工業(yè)機器人，因此產(chǎn)線所有的機器人全部都擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。

4 結(jié) 語

本文通過對工業(yè)機器人的發(fā)展歷程介紹，結(jié)合我國工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展及應用，簡述了目前液晶面板制造業(yè)中工業(yè)機器人的應用方式及現(xiàn)狀。當前的全球化大環(huán)境下，中國制造業(yè)目前正面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰(zhàn)，此時國內(nèi)發(fā)展工業(yè)機器人行業(yè)則需要更多的參考國際上相關(guān)的先進經(jīng)驗，同時政府可給與國產(chǎn)機器人的研發(fā)與應用提供更多的經(jīng)濟、政策方面的支持。國內(nèi)企業(yè)在采購工業(yè)機器人時不能一味盲目追求進口，應該結(jié)合自身企業(yè)需求進行綜合的評估，立足國產(chǎn)。牢牢抓住這一歷史機遇，充分利用機器人技術(shù)來提升我國制造工業(yè)發(fā)展的水平，實現(xiàn)“制造業(yè)大國”向“制造業(yè)強國”的轉(zhuǎn)變。

參考文獻

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[2]馬 光，申桂英.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2002（3）：48～51.

收稿日期：2018-9-14

作者簡介：酈 婷（1983-），女，工程師，主要從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。