工业机器人在智能制造中的应用

2020-01-08烟台汽车工程职业学院王德兰

河北农机 2020年6期

烟台汽车工程职业学院王德兰

随着工业机器人的不断发展，其在制造业的应用也发展出新的形式，并改变了制造业的发展方向。以智能制造作为工业机器人应用和价值发挥的重要场地，实现制造的智能化和自动化，对于提高制造质量和制造效果都产生了积极影响。探索工业机器人在智能制造中的应用，离不开对两者结合形式和应用模式的分析，下面展开详细的论述。

1 工业机器人在智能制造中的应用模式

据有关调查显示，我国目前智能制造中工业机器人的应用可以根据功能的不同而划分为自动拆捆、自动取样、自动贴签以及无人行车等四个角度，并逐渐覆盖了智能制造的多个领域。下面针对其具体的应用展开分析。

1.1 自动拆捆功能

自动拆捆功能作为工业机器人的基础设计，其在智能制造中主要体现在一些冷轧带钢的生产方式，在开始生产之前剪断捆绑钢卷的捆带，跳过人力操作，直接进行开卷和穿带处理，节省生产时间、提高生产效率。这种工业机器人应用，具有360°旋转运动的效果，可以实现在多个方面自动识别并切割钢卷捆带。同时，工业机器人还可以将拆卸完的捆带进行处理和压缩，变成最小尺寸的捆带投入废料当中，从而提高了对废料的处理效果。可以说，工业机器人的自动拆捆功能不仅能满足制造业生产的需要，跟上生产的脚步，还可以降低人力剪捆的危害性，提高生产的安全性。

1.2 自动取样功能

调查显示，工业机器人自动取样功能的应用是集合了多个操作行为的设计，其在钢板制造的应用当中，包括了自动取样、标记识别两个过程。自动取样的功能需要由工业机器人、取样工具、立放样板斗、平放样板斗以及平斗推出设备等共同来完成自动取样工作，由机器人利用取样工具完成取样，并把放置在取样小车内的试样板按照类别在标记识别之后放到对应的料斗中，完成取样的整个流程。由此，可以看出，工业机器人的自动取样功能可以代替人力完成取样工作，并提高了取样的效果和标记的准确性，推动了生产效率的提升。

1.3 自动贴签功能

工业机器人的自动贴签功能，可以更好地完成打捆钢卷的标签贴签工作，并提高贴签的准确性。工业机器人自动贴签功能的利用，是当主控制系统发出钢卷数据之后，由工业机器人进行接收；同时，将打印、拾取以及贴签等操作合为一体，在控制钢卷小车保持稳定的同时，利用真空吸附的方式，完成标签贴附。然而，在贴签之前，需要针对钢卷的规格或者宽度等确定贴签的位置，并利用工业机器人的机械臂在有限时间内准确、顺利的完成贴签，并呈现出更加平整、结实的贴签效果，将钢卷小车推向下一流程。结合智能制造的自动贴签需求，其在实践中存在较多的操作注意事项和操作方法，如贴签位置的把控、标签内容的识别与处理、平整标签等。在没有工业机器人之前，这部分的贴签工作经常需要较多的人力参与，但并不能保障标签粘贴的准确性和高效性，甚至还会延长作业时间。由工业机器人来完成自动贴签工作，不仅效率高、贴签准确性高，而且可以节省生产时间、保障贴签安全，进而提高智能制造的效果。

1.4 无人行车功能

工业机器人的无人行车功能设计，主要体现在智能制造的钢卷吊运或者库位匹配上。在传统的生产模式当中，通常由行车工人来完成运输车辆的操控或者库位的选择，并利用吊运计划单完成运输消息的传递。而工业机器人的无人行车功能，减少了人力操控的限制性，通过系统设定的生产计划、仓库转运计划以及吊装运输方案，自动的完成钢卷的运输和匹配工作。而且，工业机器人的无人行车，还可以给出最佳的行车路线和运输计划，不仅能减少路线的运输距离、缩短运输路程，而且还节省了运输时间和能耗。同时，基于工业机器人无人行车的稳定性、定位性以及拆卸的智能性，其还具有保护钢卷质量的效果，并提高了吊运的安全性。

2 工业机器人在智能制造中的发展展望

结合目前工业机器人在制造业中的应用情况，其大多数集中在生产制造业的生产线上，初步完成了对生产制造的智能化改造。除了生产制造业的生产线应用，工业机器人还可以在其他的领域或者制造中发挥智能和自动化功能，从而实现机械化、自动化和智能化的智能制造业发展。未来对于工业机器人的应用展望有以下几个方面：

2.1 人机协作

工业机器人设计和利用的本质并不是在未来完全代替人类参与工作，而是通过一些关键领域或者关键技术进行应用，完成高难度、高危险以及高危害的制造生产任务，如高温热压力锻造、真空焊接等。同时，基于制造业的发展情况，工业机器人并不能完全替代人力完成生产制造任务，还需要借助人类的生产制造经验来帮助工业机器人完成工作。由此，人机协作作为工业机器人在智能制造中的重要发展，其包括了人机联动控制以及工业机器人的类人化设计等，提高工业机器人的人性化设计。在人机联动控制上，是在工业机器人内部按照视频监控模块，当工业机器人在完成一些需要经验判断的智能制造生产任务时，通过技术人员在后台系统的操纵，使得工业机器人可以更加精准和顺利的完成制造任务。在工业机器人的类人化设计上，则可以通过丰富其感知能力、智能对话、人像传输等功能，使得其在智能制造中，可以积累出需要利用人类感知的生产制造经验，并通过智能对话、人像传输等达到多方主体联动控制的效果，提高制造的智能化水平。

2.2 行业深化

目前工业机器人已经在众多制造业领域完成了改造和利用，并初步呈现较好的生产效果。但这还远远不够，智能制造并不局限于现有的制造领域，还可以向食品加工、医药生产以及军工生产等制造行业不断延伸，提高各制造行业的生产水平和技术水平。而且，将工业机器人与智能制造行业进行深化，可以发挥其所具有的高精度、高效率以及安全性优点，提高生产制造流水线的自动化程度，并推动制造行业转型升级，向智能制造的角度发展。

2.3 作业环境改变

除了在上述的智能制造生产线上发挥工业机器人的各项功能，其还体现在不同的智能制造生产环节以及作业环境上。如，在一些恶劣环境下的制造生产和作业任务处理、在一些极端环境下的产品制造等。前者常见于需要高温生产环境的热处理操作技术、焊接处理以及产品成型等，后者则常见于军工产品或者原子能行业的生产等方面。随着工业机器人技术的不断发展，其势必还会面临再一次的作业环境改变或者生产技术发展，从而能够应对智能制造中更加复杂多变的生产和作业环境，推动智能制造业的发展。