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工业机器人研究与在智能工厂建设中的应用陈淘

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：陈淘易鑫乔战威孔宏伟

[导读] 摘要：时代的发展需要“机器代人”，为工业机器人提供了广阔的空间，文章从机器人的原理和特点入手，结合河南许继仪表公司在智能工厂建设中对机器人的应用，对自动打螺钉机器人，自动检测机器人，自动焊接机器人，自动装铅封机器人在智能产线中发挥的作用、功能、精度等等进行了分析，充分证明了“机器换人”的价值。

        （河南许继仪表有限公司河南许昌 461000）
        摘要：时代的发展需要“机器代人”，为工业机器人提供了广阔的空间，文章从机器人的原理和特点入手，结合河南许继仪表公司在智能工厂建设中对机器人的应用，对自动打螺钉机器人，自动检测机器人，自动焊接机器人，自动装铅封机器人在智能产线中发挥的作用、功能、精度等等进行了分析，充分证明了“机器换人”的价值。
        关键词：机器人智能工厂智能产线机器换人
        引言：
        在全球经济一体化发展的大背景下，随着《中国制造2025》的全面实施，我国企业生产制造智能化改造升级的需求日益迫切，企业转型升级压力逐步加大，“机器换人”成为新时代势不可挡的趋势。将工业机器人引到智能产线替代人力是智能工厂建设的重要内容，机器人技术作为当今科学技术的前沿科学，必将成为智能工厂建设中的一门不可缺少的技术，在智能工厂建设中发挥着越来越重要的作用。
        工业机器人原理与特点
        工业机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通过可编程序动作来执行各种任务并具有编程能力的多功能机械手。日本著名学者藤一郞提出了机器人三要件：（1）具有脑、手、脚等要素的个体；（2）具有非接触传感器（如视觉、听觉传感器等）和接触传感器；（3）具有用于平衡和定位的传感器。我国对机器人的定义是：机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些人或生物相似的智能能力，如感知能力，规划能力、动作能力和协同能力，是一种高度灵活的自动化机器。
        一般说来：机器人应该具有以下三大特征：
        （1）拟人功能机器人是模仿人或动物肢体动作的机器，能像人那样使用工具。
        （2）可编程机器人具有智力或具有感觉与识别能力，可随工作环境变化的需要再编程。
        （3）通用性机器人在执行不同的作业任务时，具有较好地通用性。比如：通过更换末端操作器，机器人便可执行不同的任务。

        图一、机器人功能摸拟图型
        机器人系统是由机器人和作业对象及环境共同构成的，其中包括机器人机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四大部分，他们之间的关系台图二所示。

        图二，机器人系统及各部份之间的关系
        机器人在智能工厂建设中的应用
        河南许继仪表有限公司在智能工厂建设过程中，共建设智能产线七条，其中单相产线五条，三相产线两条，共用工业机器人108个，实现“机器换人”的目标，大大提高了生产效率。
        1,自动锁螺钉机器人
        每条线共由五台锁螺丝机器人完成7颗螺钉的固定，螺丝机器人自带供料系统，三轴伺服电机带动电动螺丝批移动到指定位置，完成加工，加工精度0.01mm，锁螺丝成功率高于99.5%，可适应不同规格的螺钉。
        锁螺丝方案由软件配置，方便快捷，且可保存多套方案。设备有异常报警功能，出现缺钉、滑丝、打偏等异常情况时，设备声光报警。

        图1 锁螺丝机器人

        图2 锁螺丝机器人
        2、自动化焊接机器人
        电表上共有六个点需要焊接，焊接通过焊接机器人来实现。焊接为封闭环境，配置有抽烟系统。三轴伺服电机带动烙铁到达指定位置完成焊接，精度可达0.02mm，一次通过率高于99.8%。焊接方案通过远程计算机配置，可保存多套方案。系统具有声光报警功能，出现卡锡、缺锡等异常情况时，系统报警。

        图6 CCD视觉检测机器人
        此外，还有上料机器人，码垛机器人，分拣机器人，包装机器人，运输机器人等等，这里不一一叙述。
        结束语：工业机器人是实现智能制造的重要使能技术，在智能工厂建设过程中，只有深入研究，结合实际加以运用，才能发挥机器人的长处。同时，要研究智能产线各工序的标准动作，将工序内容细化、标准化，然后再固化，最后，将固化后的标准的动作用机器替代，就容易成功实现“人机协同”或“机器换人”“机器代人”的目标，进一步实现提高生产效率，保证产品质量，降低工人劳动强度。