机器人在自动化装配中的应用

摘 要：随着信息技术的快速发展，我国制造业取得了飞速发展，机器人在应用自动化装配中极大的提高了工业产品生产的效率，同时也降低了企业的运营成本，提高了企业的经济效益。因此本文在此基础上就机器人在自动化装配中的应用做了一定的研究，从而更好促进我国制造业的发展进程。

关键词：机器人；自动化装配；应用该

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.045

机器人技术在过去取得了快速发展，已经被广泛应用于自动化装配中，代替了人工将零件组合在一起最终形成产品的过程。将人从繁重的劳动中解脱出来，同时机器人能够很快速便捷地重复各种机械动作，极大提高了工业生产的效率，同时也减少了企业的运营成本。在传统的自动化装配系统中都是通过人工流水作业完成各种零件的组装过程，消耗了大量的人力物力，同时效率低下。因此，研究工业机器人在自动化装配中的应用就显得十分有价值。

1 机器在自动化装配中应用

随着我国经济社会的不断发展，很多行业在近些年取得很大的发展，其中制造业为我国经济建设做出了重要的贡献。工业机器人在各个行业的应用，加速了各个行业的快速发展。工业机器人在自动化装配生产中的应用具有重要的作用，主要表现在以下几个方面：

（1）提高产品的装配效率和装配周期，缩短产品的生产周期，能够实现产品快速上市和交付使用。

（2）最大程度降低因为人为因素导致的对于产品生产过程中的干预和影响，提高产品的生产精度和自动化水平，保证产品装配质量一致性，有效地减低了产品的故障率，提高了企业的经济效益。

（3）通过对于多机器人系统作用、机器人视觉检测技术、机器人自动导航技术、以及室内定位技术的应用，使得机器人能够自主完成一些不连续的生产作用，同时提高了生产效率，为未来多机协调生产奠定了坚实的基础。

2 机器人在自动化装配中的关键技术

2.1 机器人误差校正技术

很多自动化装配环节对于机器人的精度要求较高，比如半导体行业、手机装配行业，这时对于机器人定位误差要求就很高。但是很多工业机器人的绝对定位精度均较差，与其重复定位精度相比误差数量级相差。一般对于普通的装配行业对于机器人重复定位要保障在0.1mm范围内，同时要保证其绝对定位精度在毫米级别的范围内。因此，对于机器人发展来说如何利用机器人误差校正技术来最大程度提高其末端绝对定位精度就显得至关重要，这个直接决定了机器人是否能够被应用很多高精密行业的关键因素。

2.2 钻铆多功能末端执行器设计技术

钻铆多功能末端执行器是机器人钻铆的执行机构，需要在装配环节完成钻孔、锪窝、铆接等工作任务。对于不同应用场合的工业机器人，钻铆多功能末端执行器的设计往往是不同，需要结合具体的装配任务来进行末端执行器的设计，在设计过程中要充分考虑到实际生产的需求，同时也要根据操作对象的特点来进行合理的设计，合理的结构能够最大程度提高装配任务的效率。

2.3 机器视觉技术

机器视觉技术是近些年发展最热门的一项技术，通过把机器人技术和图像处理技术有效的结合起来从而完成各种工业生产任务，大大提高了工业生产效率。机器视觉技术被引入机器人设计当中，最大程度地提高了机器人的感知能力和智能化水平，使得机器人能够通过视觉来感知周围的工业环境，从而开展自主导航和自主工作的任务。在实际装配现成就能够使得机器人到指定地点完成任务，而不再像传统的工业机器人只能被固定在具体的位置来完成具体的工作，这样就能够使得装配环节更加自动化和智能化，从而大大提高装配效率。

2.4 离线编程技术

在实际装配任务过程中，机器人对产品装配操作都是离线程序驱动。离线需要编制的程序主要为各个阶段装配任务制定科学合理的机器人关节运动轨迹与末端运动轨迹，同时要通过机器人身上的传感器完成角度和姿态的数据搜集，将模拟信号转化为数字信号来驱动机器人身上的各个关节电机运动的电机驱动程序等。程序代码执行效率直接影响到机器人的操作效率。离线编程技术需要解决产品自动生产操作程序的编制问题。

2.5 自主移动技术

自主导航技术的应用能够使得工业机器人在装配车间完成各种复杂的任务，基于激光雷达、超声波传感器以及各种姿态传感器的应用，同时搭载着ros操作系统使得机器人能够在cpu中进行实时建模，从而规划出最佳的路径，在运动过程中能够有效规避障碍物，到达指定的地方完成相应的任务。自主导航主要需要解决的各种工业环境对于传感器的干扰问题以及如何优化导航路径等等。

2.6 自动钻孔技术

工业机器人可以利用舱室三维数字模型快速确定孔的尺寸，完成造孔过程。以螺纹孔的加工为例，机械臂通过视觉识别或直接输入待加工孔的空间位置来驱动末端到加工位置。在第一位置，螺纹底孔由钻孔工具（气钻、电钻）加工，攻丝工具由刀具切换机构置于加工位置直接加工螺纹。结果表明，该方法加工孔的位置和形状精度明显高于手工加工方法。但是有的机器人是依靠惯性导航的原理进行钻孔操作，在安装导航支架时，对于支架的安装精度要求较高，需要增加一个多自由度的系统来保障装置可以自由的转动。同时在机器人支撑系统方面，一般要通过采用双闭环控制系统来控制相应的支撑结构，通过精密的控制来保障結构能够满足机械臂转动的需求，从而更好进行自动钻孔的需求。

3 结语

综上所示，机器人在自动化装配中的应用大大提高自动化转配的效率，同时也提高了企业的经济效益。同时随着机器视觉和人工智能技术的快速发展，越来越先进的技术被应用机器人技术中，那么未来自动化装配作用将会获得新的发展。

参考文献：

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[2]杜宝瑞，冯子明，姚艳彬等.用于飞机部件自动制孔的机器人制孔系统[J].航空制造技术，2010（02）：47-50.

[3]王建，刘浩，田威等.面向飞机自动化装配的制孔末端执行器的设计[J].南京航空航天大学学报，2012，44（0S）：19-22.

作者简介：张鹏（1984-），男，湖北武汉人，本科，讲师，主要从事机械工程、无人机应用技术方向研究。