工业机器人在智能制造生产线设计中的应用

张强 樊志鹏 王伟譞

摘要：近几年，智能制造作为制造业升级与转型的重要方向，促使我国大部分的轨道交通车辆制造企业将工业机器人投入到车辆的制造行业之中。利用工业机器人的先进技术促进了企业的工作效率大幅度提高。因此，工业机器人被广泛应用在智能制造生产线设计之中。所以，文章基于智能制造生产线设计为基础，对工业机器人的应用进行了探索，旨在能够更好的提升我国智能工业生产水平。

关键词：工业机器人;智能制造;机车车身;智能生产线设计;应用

前言：

随着，我国轨道交通车辆市场的需求不断增长，各种不同类型的车型、人性化的配置选择以及低成本资金投入，促使轨道交通车辆制造行业的发展走向了另一个高度。因此，在对车辆的加工与生产过程中，为了更好的促进其效率的提高，满足市场的需求。企业向智能化工厂与智能制造生产线方面的发展已经呈现必然趋势。同时，促就了工业机器人在智能制造生产线设计中的应用。工业智能发展过程中，工业机器人自身的可持续操作性，进一步保障了机车的日常生产，能够24小时不间断的进行高效工作。因此，工业机器人的技术不断升级和工业制造生产线的智能化提升，推动了我国制造行业的发展。

一、工业机器人的结构特点和应用

（一）工业机器人的结构特点

首先，工业機器人是由三大系统部分组成，主体、控制系统与驱动系统。主体系统部分可以模拟人体实施分离、放置以及抓握等操作拥有超高的协调运作能力。控制系统，在提前的程序编程设定中，对驱动器部分下达相应的操作指令实施操控，同时该部分与驱动器形成了驱动工业机器人行动的主要部分。在驱动系统的帮助下，可以促使工业机器人完成各种操作任务。其次，工业机器人自身具备超高的智能制造水平，可以利用自身能源完成人工操作或系统操控所下达的动作和指令。在智能制造生产线之中，工业机器人能够有效处理相对复杂的制造生产工作。此外，工业机器人拥有可持续的工作施加，在保障其日常维护与维修的前提下能够不间断的进行制造工作，以此来促进智能制造生产的工作效率[1]。

（二）工业机器人的应用优势

当前，工业机器人在智能制造生产线中的应用，主要负责技能与设备运输方面的工作，比如从技能方面从事设备焊接、绘制、信息收集、产品测试以及定位、装配等方面的工作;从运输方面来说，从事传输、包装等方面的工作。因此，工业机器人在智能制造生产线中不仅提高了生产效率及准确性，还为企业、智能制造生产线的发展提供了方便。

二、工业机器人在智能制造生产线设计中的应用范围

SolidWorks软件可以结合车辆智能制造生产线中的各组单元相关性能参数和相关设备的结构尺寸，进行空间布局设计，并将对各组单元摆放的位置结合实际的需求进行调整与优化。并在Visual Component功能中，对机床、工业机器人以及相应的生产线设备的运行状况，进行仿真操作，以此来保障智能制造生产线设备到的良好性。因此，工业机器人在智能制造生产线设计中的应用范围主要有2点：

第一点，现阶段工业机器人在智能制造生产线设计中的应用，主要是以机械化制造工业为主，如相应设备的锻造、铸造、冲压以及焊接切割、装配等方面的自动化生产。同时还加工、检验与包装等不同的工序方面得到了应用。

第二点，工业制造生产一般具备一定的高风险性，进而需要高强度的劳动。但部分工业制造生产环境当中，逐渐利用工业机器人替代人工，构建成了智能制造生产线，让工业机器人代替人工完成生产中的各种复杂工作。同时，智能制造生产线又是集控制系统与输送系统为一体的生产线，可以自动连接自动化机床与相关的辅助生产设备，在系统的配置下，可以与工业机器人两者之间形成互补，完成相应的工业作业[2]。

三、对工业机器人在智能制造生产线设计中的应用分析

以机车车体相关设备制造为例，从机车车体相关设备产品的生产加工到产品的质量检测、包装和入库等各方面的环节当中，整个智能制造生产线生产制造时，运用了大量的智能化设备，和工业机器人。从而将工业机器人在智能制造生产过程中的应用完整的展现了出来。比如说，在机车车体相关设备生产制造过程中，智能制造生产线收到系统发出的订单之后，先对仓库中的相关设备库存进行清点，如果仓库中拥有所需设备成品，则会直接应用成品，并向运输工业机器人发出信号，对库房中的设备进行搬运至配送系统之中。不过，反之库房中没有所需的机车车体相关设备时，智能制造生产线就会结合相应的设备所需原料，利用智能传输系统，将其材料进行传送与生产加工[3]。具体过程如下：

1、利用坐标机器人，将智能制造生产线所收到的原料，取出并放置在相应的载具中后，智能制造生产线的中控系统会结合系统的指令对其原材料进行生产加工，并通过智能控制系统，来对加工的质量与要求进行判定。如果所需产品满足要求，则会通过传感器输送到下个环节中进行加工生产。

2、在传送的过程当中，不同的半成品材料会在控制系统的检测下被输送到不同的环节中进行加工，并在中控系统的操作指令下完成相应得到加工。

3、当机车车体相关设备加工完成之后，加工中心的搬运工业机器人就会对原料和半成品实施搬运作业，并将加工完成的产品防治智能运输设备之中。然后，由智能制造生产线中国的监测设备对加工完成的零部件进行检测，确认其零件是否能够有效满足加工的标准。并结合监测记录，对相应的零部件进行处理。

4、当智能制造生产线对零部件进行二次加工作业的机器人，会将接受到的零部件实施二次加工。通过对工业机器人的利用不仅可以节省大量的时间，还减少了一定的人力成本。当机车车体的相关设备生产完成之后，在监测中心进行二次质量检测，确保所生产的设备符合标准要求。最后，由工业机器人对合格的产品进行标识与包装、入库。综合来说，上述工作均是在中央控制系统的操作下，有工业机器人和智能制造生产设备之间共同协作完成[4]。

结语：

综上所述，在智能制造生产线设计中工业机器人的应用，还有待进一步的进行系统化的配置，比如工具设备坐标、有效载荷设置等方面。同时，工业机器人逐渐成为了我国智能制造生产线的主要生产力，所以只有加强工业机器人在机车制造业中的应用，这样不仅可以更好地提升机车的质量，还可以更好的提升轨道交通车辆制造企业在制造行业市场中的竞争力，促进我国工业机器人在智能制造生产线中的应用及我国工业智能化水平的进步。

参考文献：

[1]王建胜.工业机器人在汽车智能制造生产线中的应用[J].建筑工程技术与设计，2019（36）：4649.

[2]陈怡竹.工业机器人在汽车智能制造生产线中的应用[J].内燃机与配件，2019（21）：255-256.

[3]黄志浩.工业机器人在智能制造中的应用[J].今日自动化，2021（4）：100-101.

[4]李智，骆峰，胡菡.基于工业机器人的智能加工生产线设计[J].自动化技术与应用，2021，40（8）：28-32.