蔡小明
广州发那科机器人有限公司 广东广州 510000
摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。随着科学技术的不断发展，工业机器人逐渐走入大众视野，为自动化生产线提供了新的发展方向。通过在自动化生产线中应用工业机器人，可以大幅提升工业行业的生产效率，降低废品率，在确保产品加工质量的同时，降低生产成本，为工业行业的长久发展打下坚实的基础。由于经济发展水平与日俱增，市场竞争环境日渐复杂，制造行业的发展也将面临着前所未有的机遇和挑战。在这种发展背景下，工业机器人的引入，可以大幅提升制造业的自动化生产水平，加快行业智能化发展速度，帮助企业在竞争激烈的市场中占据一席之地，促进制造业全面转型，提升其经济效益。本文就基于工业机器人的自动化生产线展开探讨。
关键词：工业生产；机器人；自动化；生产线
引言
机器人在制造业的生产中逐渐成为自动化装备的主要发展方向，工业机器人组建的自动化生产线，不仅能有效的提升制造业生产的效率，也能在一定程度上降低制造生产的成本费用。并且还能最大化的提升制造业企业的综合经济效益。所以说，工业机器人作为现代科技的一种产物，其在制造业领域占据了非常重要的地位，并且其自身也在制造业领域中发挥了巨大的作用。
1工业机器人的相关内容
1.1工业机器人构成
工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手、高自由度的机械装置，整体包含了机器人主体、驱动系统、控制系统三部分构成。机械主体、执行机构，主要包括腕部、臀部、手臂等，部分工业机器人还设置了行走机构。大部分工业机器人都有3-6个运动自由度，腕部有1-3个运动自由度。驱动系统主要涵盖了动力系统、传动系统，可以让执行机构做出相应动作。控制系统是按照相关的输入程序对驱动系统、直行系统发出相关指令信号，并实现自动化控制。如图 1 所示。
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1.2工业机器人的特点
工业机器人具有较高的自动化程度，能够依靠自身动力做出各种复杂动作，替代人类完成各种复杂环境下的工业生产任务。工业机器人既可以按照事先编写的程序运行，也可由技术人员手动操作，现代工业机器人还有向人工智能发展的趋势。与传统的人工作业相比，工业机器人的工作效率更高，动作更为精准，且具有持久工作的能力，可以24小时不间断运作，因此在工业生产中备受青睐。目前，工业机器人主要应用在焊接、搬运、抛光、喷涂、装配、冲压、包装、检测等领域。
1.3工业机器人的运用场合和范围
工业机器人一般运用于以下场合中：一是一些生产过程中需要进行大量重复性操作的环节中，利用工业机器人来实施这部分的操作，能够减轻人员工作量，并且避免枯燥的工作带来的疲惫感，以防工作人员心态消极和负面；二是运用于一些小批量、定期重复生产的任务；三是运用于一些需要两人搬运的超大型零件，或是一些会导致工作人员受伤的任务中，只要满足于机器人半径要求即可。就目前而言，工业机器人多运用于汽车制造业和3C行业中。前者涉及到大量的流水线工作，工业机器人主要运用于汽车锻造车间、发动机车间、焊接车间等；而在3C行业中，工业机器人则运用于分拣装箱、贴膜、装配、喷涂等工作中。
2基于工业机器人的自动化生产线构建
2.1运行方式
目前自动化冲压生产线中，为了能够有效的保证其中工业机器人能够稳定运行。首先需要对工业机器人进行设定合理且规范具体的工艺流程、精准的动作指令，使其能够更加安全稳定的运行，并且能够高效的执行各种操作的指令。而且就目前不同的类型的工业机器人自动化生产线中的工业机器人在加工单元中的功能也是不同的。针对自动化冲压生产线来讲，工业机器人需要使用的就是上、下料和剁料拆剁、码垛操作指令，在整个加工过程中首先由上、下料机器人抓取板料对中放置在冲压模具中进行冲压，冲压完成后再由上、下料机器人在模具中抓取半成品，然后放置在传送带或AGV物料车上传送至下一冲压单元，或直接交予下一冲压单元上、下料机器人进行下一工序加工。在最终完成冲压后，由机器人进行成品抓取然后进行码垛或传送至检测单元检测。
2.2系统组成
工业冲压生产主要包括拆垛、上下料、输送、对中、冲压几大工序，相应的，冲压自动化生产线应包括拆垛系统、上下料系统、线尾输送系统、对中系统、压力机几大部分。将工业机器人应用于拆垛工序，组建自动拆垛系统，能够大大提高拆垛效率及安全性。拆垛系统通常由走带电机、拆垛小车、自动涂油装置组成，采用可循环式双垛料台，可以保证24小时不间断生产，分张器负责进行分料操作，可以保证每次单张进料。板料经导出式传送带输送至中台，通过导入式传送带取料并送入涂油机。拆垛小车一般停放在上料区，主要是为机器人取料放料提供方便。料板的涂油在拉延环节进行，因此时的料板存在较大的拉延率，涂油可有效地消除冷轧料板上的滑移线，不但使加工面满足要求，还可提高冲压料板的防锈性能。
2.3控制系统
在现代化工业生产当中，工业机器人自动化生产已经不是新鲜事物，而是在近二十年发展中不断完善，达到了可用性非常强的阶段。投入使用机器人生产，构建机械生产流水线。其中，工位设定精度决定了生产质量，同时工位也决定了操作系统、控制系统设计方案。如某汽车车架生产中，必须要根据其生产流程、生产组织设计。首先，要对车架焊接工艺、标准进行研究；其次，根据实际工艺标准总结焊缝和焊接点数量，确定车架焊接所需机器人数量和工位数量，从而满足焊接要求和焊接工艺标准，实现自动化操作系统编程。在编程方面主要有两种形式，即示教器编程和软件离线编程。示教器编程主要是结合机器人运动轨迹、动作路径的一种编程语言，可以通过手动记录方法得到机器人运动点，一步一步记录信息，以编程流程为基准进行程序编程。软件离线编程是通过计算机完成编程，需要先进行建模和程序设计，由技术人员进行软件调试和试验，从而判定编程内容是否能够满足工业生产标准和使用要求。
2.4安全系统和仿真系统
基于工业机器人的冲压自动化生产线，要想顺利进行，提高生产效率，则必须建立健全的安全系统，以对其进行有效的防护，应对工业机器人故障问题，并且对工业机器人进行维护，延长其使用寿命。虽然冲压自动化生产线，并不存在于同一个区域内，但是在设备的应用上仍然存在部分重叠情况，若是不对重叠区域加以控制，那么很容易出现碰撞事故，带来一定的安全风险。控制系统具有一定的复杂性，为充分发挥控制系统的作用，调剂好工业机器人各项参数，使其高质量完成指令，则必须实施有效日常调配工作，从硬件和软件两个方面来加以防护。比如说硬件方面，可以设立监控系统，来把握工业机器人工作中的各项数据，提升其抗干扰能力。亦或是可以利用PLC技术，来实施全面监控，做好预警工作，及时发现生产线中的故障点，并有效处理。另外，在工业机器人的自动化生产线中，还应当建立健全的模拟仿真系统，可采用可靠的编程技术，来对工业机器人进行离线操控，根据实际生产需求来设计自动化生产线，并且现场安装试行，仿真工业机器人的速度，运动路径及其负载力，以此来保障自动化生产线的安全运行。
结语
在工业生产水平不断提高的趋势下，工业生产对工业机器人自动化生产要求也进一步提升。增加了工业机器人使用数量，传统机器人会被逐渐淘汰，逐渐朝向智能化生产方向转变，不断推动现代化工业生产技术发展。
参考文献
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