探究工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化在企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

莫有醒

摘要：現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新催生出工業(yè)機(jī)器人，這一高科技產(chǎn)物在制造行業(yè)各種復(fù)雜的生產(chǎn)線上替代人工進(jìn)行操作，不僅促使智能化、自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)，而且在企業(yè)運(yùn)營生產(chǎn)活動(dòng)中也發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。在企業(yè)生產(chǎn)線中引入工業(yè)機(jī)器人實(shí)施生產(chǎn)作業(yè)，幫助企業(yè)提升市場競爭力，促進(jìn)行業(yè)全面轉(zhuǎn)型。本文通過對不銹鋼真空保溫杯生產(chǎn)線上應(yīng)用激光焊接機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人的介紹，讓相關(guān)工作人員對社會動(dòng)力的維護(hù)者——電氣工程及其自動(dòng)化有一個(gè)全面地了解，促進(jìn)相關(guān)操作人員提高思想認(rèn)識，強(qiáng)化自身素質(zhì)，在實(shí)踐中科學(xué)操作該系統(tǒng)，避免因誤操作而產(chǎn)生設(shè)備損壞現(xiàn)象，增加企業(yè)維修成本。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;自動(dòng)化生產(chǎn);維護(hù)技術(shù)

作為一種智能、高效、可控的生產(chǎn)工具——工業(yè)機(jī)器人，將其先進(jìn)技術(shù)引入制造行業(yè)不銹鋼保溫杯自動(dòng)化生產(chǎn)線上進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，高度的智能化、自動(dòng)化助力企業(yè)不斷革新工藝技術(shù)，促進(jìn)企業(yè)順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級?；趯I(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究以往我國是將高校作為科研載體，研究方向以技術(shù)開發(fā)為主，關(guān)于工業(yè)機(jī)器人維護(hù)與應(yīng)用的研究很少。目前，在多數(shù)企業(yè)中負(fù)責(zé)維護(hù)機(jī)器人的人員，以計(jì)算機(jī)控制和機(jī)電技術(shù)人員為主，在工業(yè)機(jī)器人維護(hù)方面無法充分滿足企業(yè)的需求。在新的形勢下，工業(yè)化發(fā)展的快速推進(jìn)，促進(jìn)技術(shù)不斷革新，越來越多的領(lǐng)域都開始應(yīng)用機(jī)器人，使得工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場對專業(yè)的應(yīng)用型人才需求量激增。

一、工業(yè)機(jī)器人及電氣自動(dòng)化技術(shù)概述

作為一種柔性極高的自動(dòng)化裝置——工業(yè)機(jī)器人，對制造生產(chǎn)線柔性的提高所產(chǎn)生的意義深遠(yuǎn)。它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，對不同種類的電氣元件實(shí)施有效控制，以達(dá)到建設(shè)生產(chǎn)智能化總體目標(biāo)。機(jī)器人的技術(shù)附加值是非常高的，它不僅應(yīng)用非常廣泛，為企業(yè)增加安全系數(shù)，而且在多個(gè)環(huán)節(jié)的操作過程能夠同時(shí)完成規(guī)范化作業(yè)，對改善勞動(dòng)環(huán)境、提高產(chǎn)品數(shù)量、降低材料消耗有促進(jìn)作用。在企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上不同的機(jī)器人發(fā)揮著不同的作用，無論是激光焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人，還是噴涂機(jī)器人等等都會將自身豐富的功能最大限度地發(fā)揮，利用自身自由靈活的手臂、手指完成各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的操作。隨著新興技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，開發(fā)的工業(yè)級別機(jī)器人操作系統(tǒng)有效地將傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人上的缺點(diǎn)解決，而且各種功能感覺、識別、決策等也都已經(jīng)完善，能夠以外部條件為依據(jù)實(shí)施數(shù)據(jù)分析并完成工作任務(wù)。

科技的日新月異，促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人蓬勃發(fā)展，目前該技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的過程中，促進(jìn)廣泛應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)，在進(jìn)行現(xiàn)代企業(yè)評估時(shí)也將自動(dòng)化水平作為考慮的指標(biāo)，這極大地促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)的飛躍式發(fā)展。該技術(shù)是不斷改進(jìn)優(yōu)化工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)基礎(chǔ)，電氣自動(dòng)化技術(shù)對機(jī)器人技術(shù)水平的提升有著積極的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)如今的社會是智能化社會已經(jīng)離不開自動(dòng)化，一些勞動(dòng)者難以執(zhí)行的工作任務(wù)，借助自動(dòng)化機(jī)器人來完成作業(yè)，將人類作業(yè)條件有效改善。隨著資源使用面積的擴(kuò)大，諸多不可再生資源匱乏問題已經(jīng)顯現(xiàn)，人們開始重視在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，希望電氣企業(yè)后續(xù)發(fā)展理念逐步向重視節(jié)約資源轉(zhuǎn)變，這對推廣電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展是非常有利的。

二、工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用

（一）焊接機(jī)器人的應(yīng)用

焊接機(jī)器人顧名思義就是完成焊接整個(gè)工作的機(jī)器人，焊接機(jī)器人有多種，在不銹鋼真空保溫杯行業(yè)多以激光焊接機(jī)器人的應(yīng)用為主，在不銹鋼真空器皿的生產(chǎn)線上將激光焊接機(jī)器人裝備引入，能夠促進(jìn)焊接質(zhì)量與效率得到提高。由于不銹鋼保溫杯必須密封是對其最基本的要求，其內(nèi)膽與外殼的連接利用焊接技術(shù)由激光焊接機(jī)器人來完成，然后用真空技術(shù)將夾層中的空氣抽出。激光焊接機(jī)器人具有很強(qiáng)的路徑優(yōu)化能力，在焊接保溫杯杯口與杯底時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)定程序，在建設(shè)定算法相融合的基礎(chǔ)上自動(dòng)優(yōu)化與選擇路徑，實(shí)施杯口與杯底的精密焊接。在傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)中引入高速激光掃描系統(tǒng)，并采用模糊控制器對保溫杯的杯口與杯底焊縫進(jìn)行跟蹤控制且完成激光自動(dòng)焊接，激光焊縫跟蹤功能的實(shí)現(xiàn)是采用圖像視覺伺服方法來達(dá)到的。通過激光掃描系統(tǒng)對焊縫實(shí)施精確檢測得出的誤差非常小，焊縫跟蹤精度較高具有良好的焊接質(zhì)量?；跈C(jī)器人+激光掃描的自動(dòng)焊接系統(tǒng)，對提高不銹鋼保溫杯焊接質(zhì)量是非常明顯的，借助應(yīng)用激光掃描方法，將傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)按照固定軌跡操作有效解決，同時(shí)針對焊縫位置也提高了機(jī)器人與之的自適應(yīng)性。

（二）噴涂機(jī)器人的應(yīng)用

涂裝是產(chǎn)品制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以說產(chǎn)品價(jià)值是依托這一環(huán)節(jié)來體現(xiàn)的，對企業(yè)來說涂裝生產(chǎn)環(huán)節(jié)尤為重要。但涂裝生產(chǎn)過程污染問題不可避免，這也是始終困擾企業(yè)的一大難題，如果員工身體受到污染傷害不能上班，或者員工因其他因素請假，這些對噴涂產(chǎn)品質(zhì)量都會有一定的影響，在此背景下應(yīng)運(yùn)而生噴涂機(jī)器人，目前已有很多企業(yè)開始采用噴涂機(jī)器人來完成噴涂流水線上的作業(yè)，比如保溫杯噴涂機(jī)器人流水線，在保溫杯進(jìn)入噴房之前己配感應(yīng)裝置，當(dāng)其到位后噴涂機(jī)器人便知道位置以及流動(dòng)速度，自動(dòng)對保溫杯實(shí)施邊移動(dòng)邊噴涂，機(jī)器人在實(shí)施噴涂作業(yè)時(shí)，噴涂房內(nèi)所有范圍都能夠噴涂到，而且可以追蹤噴涂應(yīng)用，當(dāng)機(jī)器人完成噴涂作業(yè)后便流入下一工藝?yán)^續(xù)加工。噴涂機(jī)器人的工作范圍很大，能夠?qū)Σ讳P鋼保溫杯的內(nèi)外表面都實(shí)現(xiàn)噴涂，即便在離線狀況下也可以進(jìn)行編程，不需要移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人便可進(jìn)行調(diào)試與維護(hù)。

（三）搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用

相較于傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)，電氣自動(dòng)化技術(shù)具備靈活多變的操作方式。在該技術(shù)作用下，在不改變傳統(tǒng)搬運(yùn)機(jī)器人特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，由伺服系統(tǒng)具體執(zhí)行工作任務(wù)完成各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)。對于自動(dòng)化包裝生產(chǎn)線上的搬運(yùn)機(jī)器人，只有在設(shè)計(jì)時(shí)讓其達(dá)到穩(wěn)定性要求，做好外界干防范工作，伺服系統(tǒng)才能夠?qū)⒆陨砑夹g(shù)功能充分發(fā)揮。伴隨著機(jī)器人在企業(yè)所從事的工作技術(shù)難度越來越大，要求伺服技術(shù)的性能動(dòng)感、高效、安全等必須要高效發(fā)揮。隨著DSP技術(shù)方法的推陳出新，建立了交流程控等，極大地滿足了機(jī)器人伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確目標(biāo)的要求，使得其可以獨(dú)立承擔(dān)極為復(fù)雜的不同任務(wù)。

三、工業(yè)機(jī)器人的維護(hù)保養(yǎng)方法

定期維護(hù)與保養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人，是確保工業(yè)機(jī)器人發(fā)揮性能作用、減少停機(jī)時(shí)間、降低發(fā)生故障幾率的關(guān)鍵所在。由于工業(yè)機(jī)器人長期運(yùn)行不可避免地會出現(xiàn)自然腐蝕、其他原因等問題，這些都會造成工業(yè)機(jī)器人的作用不能很好地發(fā)揮出來，如果在設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)施了完善的設(shè)計(jì)規(guī)范，允許降低維護(hù)率，但定期預(yù)防性維護(hù)也是必要的，如果維護(hù)保養(yǎng)工作不能及時(shí)跟進(jìn)，設(shè)備長時(shí)間運(yùn)行各部分電氣元件過度磨損會加速其老化，設(shè)備的使用周期會縮短，這對企業(yè)運(yùn)營生產(chǎn)活動(dòng)非常不利。從企業(yè)持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，對該系統(tǒng)必須實(shí)施維護(hù)保養(yǎng)工作，對于日常維護(hù)需要每天進(jìn)行一次，在機(jī)器人開機(jī)前主要進(jìn)行工作場所整理、清潔機(jī)器人設(shè)備并全面進(jìn)行檢查，在各部分正常狀況下開機(jī)工作。設(shè)備運(yùn)行中主要觀察各項(xiàng)指示信號、保險(xiǎn)裝置、等。普通維護(hù)主要進(jìn)行控制柜的清潔維護(hù)，更換濾布、測量系統(tǒng)電池、計(jì)算機(jī)風(fēng)扇與伺服風(fēng)扇的更換等，對冷卻器的維護(hù)周期根據(jù)環(huán)境條件、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)數(shù)及溫度來確定，檢查控制器上端有其他材料與否，風(fēng)扇進(jìn)出口通暢與否，控制器周圍的空隙充足與否。還要根據(jù)實(shí)際需要適度進(jìn)行示教器的清潔。對機(jī)器人本體的保養(yǎng)主要進(jìn)行機(jī)械手、中空手腕的清洗維護(hù)，定期檢查齒輪游隙、吹掃單元、機(jī)械手間的電纜、固定機(jī)械手的螺栓與固定夾，對各齒輪箱內(nèi)依據(jù)各軸加油孔位置針對性進(jìn)行油位檢查。

結(jié)語

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是機(jī)電一體化裝備中的一項(xiàng)較高附加值的數(shù)字裝備，它為不銹鋼真空保溫杯行業(yè)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)提供技術(shù)支持。工業(yè)機(jī)器人在企業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)踐應(yīng)用，不僅增加了安全系數(shù)，也減少了人力成本，將質(zhì)量控制系統(tǒng)的能力有效提升。目前行業(yè)正處在轉(zhuǎn)型關(guān)鍵時(shí)期，行業(yè)內(nèi)許多企業(yè)緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，投入巨資進(jìn)行生產(chǎn)裝備自動(dòng)化建設(shè)，在多條生產(chǎn)線上引入工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，同時(shí)，強(qiáng)化信息化建設(shè)，重點(diǎn)推進(jìn)裝備自動(dòng)化與信息化的融合，促進(jìn)勞動(dòng)生產(chǎn)率的進(jìn)一步提升。

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