工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在制冷行業(yè)中的應(yīng)用研究

李光瑞

摘要：目前，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，制冷行業(yè)也得到了顯著的發(fā)展，我國也漸漸成為制冷行業(yè)發(fā)展大國。雖然我國制冷行業(yè)的年產(chǎn)量在逐年遞增，但是由于制冷行業(yè)在生產(chǎn)流程上仍然以人力為主，制約了制冷行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。為此，在制冷行業(yè)中應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，增加生產(chǎn)安全性，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;制冷行業(yè);效率

隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷提高，工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用到各種行業(yè)，不論是傳統(tǒng)的制造行業(yè)還是新興的科技領(lǐng)域都能看到工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是集電子、計算機(jī)、傳感器、機(jī)械、控制、通信等結(jié)合多學(xué)科技術(shù)于一體的一種先進(jìn)的自動化操作技術(shù)，主要研究工業(yè)自動化控制技術(shù)、機(jī)器人自動生產(chǎn)線應(yīng)用、PLC與外圍設(shè)備應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)知識和技能。隨著人工成本的增加和技術(shù)工人的缺乏，很多企業(yè)開始應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行自動化生產(chǎn)。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用可以保證產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，改善勞動者工作條件，減少人工事故率，增加企業(yè)的市場份額。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國制冷行業(yè)也呈快速發(fā)展的趨勢，在很多領(lǐng)域也日漸成熟，也涌現(xiàn)出一批行業(yè)領(lǐng)先者，制冷行業(yè)不斷壯大。我國制冷行業(yè)也面臨以下幾個問題：首先我國制冷行業(yè)在研發(fā)制造領(lǐng)域突破性的進(jìn)展緩慢;其次是技術(shù)型人才不足，很多企業(yè)對人才不夠重視，新一代工人不愿接替老一輩技術(shù)工人的工作;再次是技術(shù)投入不足，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量跟不上。受人們生活水平提高的影響，人工勞動力對生產(chǎn)過程具有局限性，制約了制冷行業(yè)的發(fā)展。我國制冷企業(yè)需要應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)才能加快行業(yè)的發(fā)展。

目前，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用在汽車行業(yè)及電子行業(yè)較多，相對其他行業(yè)，制冷行業(yè)規(guī)模大，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，將會成為下一個廣泛應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)。在制冷行業(yè)中應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，可以讓制冷行業(yè)生產(chǎn)逐漸自動化、信息化、智能化。為了提升制冷行業(yè)的生產(chǎn)效率，應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)十分重要。推進(jìn)制造過程智能化，建設(shè)智能工廠，在生產(chǎn)過程中大量使用工業(yè)機(jī)器人以成必然趨勢。將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到制冷行業(yè)中，可以取代人工勞動力，進(jìn)行基本的生產(chǎn)作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人的種類眾多，其中焊接機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、碼垛機(jī)器人等可分別用在制冷設(shè)備生產(chǎn)制造的各種領(lǐng)域。現(xiàn)對工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在制冷行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行以下分析。

一、將焊接機(jī)器人應(yīng)用到制冷行業(yè)

焊接機(jī)器人主要是指開展焊接工藝的機(jī)器人，可以借助焊接機(jī)器人來完成人工從事的焊接，例如壓縮機(jī)殼體、支架等結(jié)構(gòu)件的焊接，冷凝器、蒸發(fā)器以及膨脹閥等制冷管路連接的焊接，電路板上電子元器件的焊接等已從人工焊接逐步轉(zhuǎn)向為工業(yè)機(jī)器人焊接。隨著科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展，制冷行業(yè)對焊接的速度以及精密度的要求愈發(fā)地高，所以單純依靠人工是很難將此項任務(wù)完美完成，此外，在焊接過程中產(chǎn)生的電弧、火花以及煙霧會對工人的身體有一定的傷害。與此同時，焊接制造對勞動強(qiáng)度、產(chǎn)品批量、工藝復(fù)雜性以及產(chǎn)品質(zhì)量等要求也愈發(fā)地高，因此焊接工藝實現(xiàn)機(jī)械化、自動化已然成為當(dāng)前急需解決的問題。焊接機(jī)器人的出現(xiàn)實現(xiàn)了焊接機(jī)械化、自動化，它還打破了傳統(tǒng)的剛性自動化焊接方式，開創(chuàng)出柔性自動化焊接方式。剛性自動化焊接設(shè)備一般都是專用的，只適用于大規(guī)模的自動化生產(chǎn)，所以在很長一段時間內(nèi)中、小規(guī)模的焊接工作中，焊接方式主要以手工焊接為主，而焊接機(jī)器人的出現(xiàn)，也能讓小規(guī)模生產(chǎn)實現(xiàn)自動化焊接。與人工焊接相比較，焊接機(jī)器人具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：（1）焊接的質(zhì)量水平比較高，能夠保障焊縫的均勻性。（2）焊接工作效率顯著提升，利用焊接機(jī)器人可以實現(xiàn)24小時連軸工作。（3）能夠保障焊接工人的身體健康，在有害、有毒的環(huán)境中可以利用焊接機(jī)器人進(jìn)行。（4）人工成本也可降低。（5）小批量產(chǎn)品可以實現(xiàn)焊接自動化。（6）為柔性焊接生產(chǎn)鏈提供技術(shù)支持。

二、將裝配機(jī)器人應(yīng)用到制冷行業(yè)

裝配作為產(chǎn)品生產(chǎn)的重要工序，在制冷行業(yè)中占據(jù)著較為重要的地位，同時也會消耗大量的人力、物力及財力，制冷行業(yè)作為勞動密集型行業(yè)，通常以流水線為主要作業(yè)形式，不但對零件的安裝位置要求得比較嚴(yán)格，而且工作的強(qiáng)度也比較大，對工作人員的綜合素養(yǎng)也有比較高的要求。因此為了增加成品率，保證產(chǎn)品的一致性，降低人工成本，應(yīng)該將裝配機(jī)器人應(yīng)用到制冷行業(yè)。裝配機(jī)器人與其他工業(yè)機(jī)器人相比，它有著柔性好、精度高以及工作范圍小等優(yōu)點(diǎn)，并且它能將冰箱、冷柜以及空調(diào)等制冷設(shè)備裝配達(dá)到一致性，所以可將裝配機(jī)器人應(yīng)用到制冷行業(yè)中，以此來提升自動化裝配水平。以空調(diào)壓縮機(jī)裝配為例，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人裝配，可以通過自動掃描信息進(jìn)行核對，無差錯安裝;通過視覺定位，可以無偏差固定。與傳統(tǒng)的人工裝配相比較，裝配機(jī)器人具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）裝配機(jī)器人的末端執(zhí)行器可根據(jù)不同的工藝需求進(jìn)行更換，在生產(chǎn)作業(yè)時只需要簡單的編程及更換不同的末端執(zhí)行器便可完成相應(yīng)的裝配。（2）能夠自動識別不同的零件并抓取，可以提升工作的準(zhǔn)確率。（3）可以有效規(guī)避裝配間的差異。

三、將噴涂機(jī)器人應(yīng)用到制冷行業(yè)

噴涂是制冷設(shè)備制造的一個重要環(huán)節(jié)，空調(diào)、冰箱等制冷產(chǎn)品的外觀質(zhì)量體現(xiàn)了產(chǎn)品的防護(hù)、裝飾性能，而且也體現(xiàn)了產(chǎn)品的價值因素。噴涂是產(chǎn)品生產(chǎn)的重要工藝，噴涂場所環(huán)境惡劣，涂料彌漫的漆霧和揮發(fā)出來的氣體，會損害人體健康;而且，人工噴涂的涂層薄厚不均勻、工作效率低。因此，將噴涂機(jī)器人應(yīng)用到生產(chǎn)中不僅可提升產(chǎn)品質(zhì)量也可提升工作效率。目前，噴涂機(jī)器人已經(jīng)廣泛用于空調(diào)、冰箱等制冷設(shè)備及其零部件的自動噴涂。今后，噴涂機(jī)器人將會有新的改進(jìn)與新型涂料、新工藝結(jié)合，會更好的應(yīng)用于制冷行業(yè)。噴涂機(jī)器人作為工業(yè)機(jī)器人中的一類，將會向信息化、智能化發(fā)展。噴涂機(jī)器人有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）通過控制機(jī)器人行走的速度、噴涂的流量、霧化的壓力等，讓噴涂更加均勻一致;（2）避免了過噴、漏噴等噴涂現(xiàn)象，提高了涂料利用率;（3）可24小時不間斷作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。（4）不需要工人熟練操作，只需要編輯程序就可以進(jìn)行噴涂;（5）噴涂環(huán)境非常惡劣，噴涂作業(yè)十分枯燥的工作可以由機(jī)器人來完成。

四、將搬運(yùn)機(jī)器人應(yīng)用到制冷行業(yè)

在制冷行業(yè)生產(chǎn)線中，產(chǎn)品下線、原料上線以及物料搬運(yùn)等操作起來比較復(fù)雜而且很費(fèi)力，應(yīng)用搬運(yùn)機(jī)器人可以承擔(dān)上下料等重復(fù)簡單的機(jī)械性工作。隨著技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，在搬運(yùn)機(jī)器人上安裝各種傳感器，增加了搬運(yùn)機(jī)器人的多種功能，使其在物料識別、質(zhì)量檢測以及重物搬運(yùn)等方面遠(yuǎn)超于人工搬運(yùn)。以冰箱側(cè)板成型生產(chǎn)線舉例，在未應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人時，冰箱側(cè)板在生產(chǎn)線上成U型后需人工搬運(yùn)到指定位置，當(dāng)下一個階段需要側(cè)板時，還需要人工分揀相應(yīng)型號，這一過程工作人員需要非常熟練的區(qū)分各個型號產(chǎn)品的區(qū)別，只有準(zhǔn)確的分揀出相應(yīng)型號才能繼續(xù)下一個生產(chǎn)流程。將搬運(yùn)機(jī)器人應(yīng)用到生產(chǎn)中，搬運(yùn)機(jī)器人加裝的自動識別系統(tǒng)對冰箱側(cè)板進(jìn)行自動分類并運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?，在下一個工序需要相關(guān)型號時，只需要通過設(shè)置相關(guān)參數(shù)，搬運(yùn)機(jī)器人即可將冰箱側(cè)板運(yùn)輸?shù)较乱粋€生產(chǎn)流程，從而提升工作的效率以及精確度。搬運(yùn)機(jī)器人具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）智能識別不同物料并將其分類、搬運(yùn)以及傳送，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。（2）借助視覺系統(tǒng)控制機(jī)器的方式，可應(yīng)用到不同的領(lǐng)域中。（3）利用微處理器可以準(zhǔn)確控制機(jī)械及跟蹤目標(biāo)。（4）搬運(yùn)機(jī)器人通過傳感器準(zhǔn)確找出已經(jīng)標(biāo)記的不同的物料，并將其搬運(yùn)到指定地點(diǎn)，從而實現(xiàn)智能化分類、裝卸以及搬運(yùn)等功能。

五、將碼垛機(jī)器人應(yīng)用到制冷行業(yè)

碼垛是制冷行業(yè)生產(chǎn)必不可少的一道工序，傳統(tǒng)的碼垛都是由人工進(jìn)行，人工碼垛現(xiàn)已無法適應(yīng)當(dāng)代生產(chǎn)行業(yè)的高速發(fā)展，人工碼垛無法完成速度高、質(zhì)量大的工作，而且利用人工來進(jìn)行碼垛，往往需要很多的人力及很高的成本，生產(chǎn)效率還很低。以空調(diào)冷凝器碼垛生產(chǎn)線為例，在機(jī)器人未介入的時候，冷凝器碼垛以人力搬運(yùn)為主，長期存在人工操作倒片嚴(yán)重;受力不均，易造成物件損壞;人工翻轉(zhuǎn)、搬運(yùn)產(chǎn)品，工作強(qiáng)度大;工人大部分時間都在等待，產(chǎn)線節(jié)拍慢等問題。例如將搬運(yùn)機(jī)器人應(yīng)用到生產(chǎn)中，冷凝器通過原輸送線按照指定方向輸送到線體末端處，線體末端加裝抓取定位線體，進(jìn)行物料單邊定位。機(jī)器人在抓取定位線體處抓取冷凝器放到指定位置。冷凝器放置妥當(dāng)后，機(jī)器人吸取泡沫棉，放到指定位置。機(jī)器人重復(fù)抓取下一塊冷凝器，不斷地進(jìn)行循環(huán)作業(yè)。從而減少工人等待時間，提升產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)效率，減少產(chǎn)品倒片，提升合格率。碼垛機(jī)器人具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）不知疲倦的完成人工難以承受的繁重、單調(diào)、重復(fù)的工作。（2）不需要人工管理、避免人工作業(yè)受傷。（3）定位精準(zhǔn)，力度適當(dāng)，受力均勻，提高碼垛質(zhì)量。（4）降低生產(chǎn)成本，提高碼垛效率。

六、結(jié)語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，制冷行業(yè)對智能化的要求也越來越高。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用成為智能化生產(chǎn)的重要支撐技術(shù)，是制冷行業(yè)生產(chǎn)自動化走向高端的前提，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在制冷行業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和推廣，能夠更大提升我國制冷行業(yè)的綜合實力。

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