工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)生產(chǎn)線組建技術(shù)

1、工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)生產(chǎn)線組建技術(shù)摘要：現(xiàn)代科技的發(fā)展給人們生活帶來(lái)了許多便利，越來(lái)越自動(dòng)化的高科技服 務(wù)于人們生活，使得人們生活質(zhì)量得到不斷的提高。同時(shí)，依靠現(xiàn)代科技在工業(yè) 生產(chǎn)自動(dòng)化的程度也越來(lái)越高，其中機(jī)器人就是最典型的代表。在工業(yè)自動(dòng)化生 產(chǎn)線上以機(jī)器人為核心成為工廠發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，機(jī)器人的自動(dòng)化將會(huì)更好 的服務(wù)于生產(chǎn)建設(shè)中。工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化的典型代表，不僅 對(duì)于先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展具有重要的作用，而且對(duì)于高科技產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 具有顯著的促進(jìn)作用。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)；研究作為新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和智能化產(chǎn)業(yè)，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)具有一般的高新技 術(shù)產(chǎn)業(yè)所表現(xiàn)

2、的高投入、高技術(shù)、高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)等特征。隨著我國(guó)制造業(yè)的不 斷升級(jí)，工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)今生產(chǎn)企業(yè)中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。工業(yè)機(jī)器人的 自動(dòng)生產(chǎn)組建技術(shù)是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的核心技術(shù)，通過(guò)對(duì)機(jī)器人的不斷研究以實(shí) 現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)組建設(shè)計(jì)?，F(xiàn)如今，我國(guó)工業(yè)大規(guī)模的發(fā)展，人力成本在不 斷的增高，在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，在生產(chǎn)過(guò)程中不斷提高其生產(chǎn)效率、降低 生產(chǎn)成本、有效提高產(chǎn)品質(zhì)量是目前各制造業(yè)發(fā)展面臨的主要嚴(yán)峻問(wèn)題。在現(xiàn)代 信息工業(yè)背景下，各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)都特別將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于生產(chǎn)建設(shè)，目前，工 業(yè)機(jī)器人在發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家，已成為企業(yè)必不可少的設(shè)備之一。就我國(guó)而言，工業(yè) 機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)還處于比較低端的水平，所

3、以文章通過(guò)對(duì)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù) 進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析研究，希望和大家一起交流討論學(xué)習(xí)。1工業(yè)機(jī)器人背景與技術(shù)認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人是廣泛使用的能夠自主動(dòng)作，且多軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備。它們?cè)诒?要情況下配備傳感器，其動(dòng)作步驟包括靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)都是在其編程控制的。它們通 常配備有機(jī)械手、刀具或其他可裝配的加工工具，以及能夠執(zhí)行搬運(yùn)操作與加工 制造的任務(wù)。技術(shù)本質(zhì)反映了人對(duì)自然的能動(dòng)關(guān)系，其包括主要三種要素：材料、 動(dòng)力、控制。工業(yè)機(jī)器人的制作要求應(yīng)滿(mǎn)足其中以下的主要要求：安裝面積小， 工作空間大，快速完成任務(wù)。根據(jù)要求，材料應(yīng)該選擇高強(qiáng)度的不銹鋼作為機(jī)械 本體，以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)緊湊的要求。動(dòng)力應(yīng)選用電力系統(tǒng)，以滿(mǎn)足快速響

4、應(yīng)的要求。 控制則選用自動(dòng)化電腦操作，以滿(mǎn)足定位精度搞的需要。2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)造工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳感裝置構(gòu)成，是一種防人 操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的光儀點(diǎn)一體化自動(dòng) 化生產(chǎn)設(shè)備，特別適用于工廠的多量高質(zhì)的工業(yè)大生產(chǎn)，能按時(shí)完成工業(yè)任務(wù)的 高效生產(chǎn)的機(jī)器人。2.1操作機(jī)通過(guò)有限元分析、模態(tài)分析及其仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用，機(jī)器人操 作機(jī)基本能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。2.2控制器通過(guò)軟件和全數(shù)字操控，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人自動(dòng)化的操作，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 控制器的性能也在不斷的提高和發(fā)展，它能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人全方位精準(zhǔn)的控制，以 達(dá)到其目的和要求。2.3傳感配置

5、激光傳感器、視覺(jué)傳感器和力傳感器在機(jī)器人系統(tǒng)中已得到成功應(yīng)用，并實(shí) 現(xiàn)焊縫自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)化生產(chǎn)線上物體的自動(dòng)定位以及精密裝配作業(yè)等，這樣就 提高了機(jī)器人的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性能。2.4并聯(lián)機(jī)構(gòu)采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)，利用機(jī)器人技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量及加工，這是機(jī)器人技術(shù) 向數(shù)控技術(shù)的拓展，為將來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。2.5網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)器人控制器以實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的連接，這樣使機(jī)器人由過(guò)去的獨(dú)立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò) 化應(yīng)用邁進(jìn)了一大步，也使機(jī)器人由過(guò)去的專(zhuān)用設(shè)備向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備的發(fā)展。3自動(dòng)化生產(chǎn)線組建研究的技術(shù)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)的應(yīng)用典型就是自動(dòng)化生產(chǎn)線成套裝備。自動(dòng)化成套裝 備是指以機(jī)器人為核心，以信息技

6、術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為媒介，將所有設(shè)備連接到一起 而形成的大型自動(dòng)化生產(chǎn)線。它是先進(jìn)制造裝備的典型代表，是發(fā)展先進(jìn)制造技 術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的智能化的重要手段。那么它的技術(shù)其主要表現(xiàn) 在以下幾個(gè)方面：（1）利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行操 作控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線在線檢測(cè)和監(jiān)控，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，使得產(chǎn)品的質(zhì)量得 到有效的保證，這樣既有利于生產(chǎn)的自我控制和調(diào)整，同時(shí)，也保證其生產(chǎn)效率。 （2）建立起資源管理信息系統(tǒng)，對(duì)產(chǎn)品制造工藝和企業(yè)的資源管理進(jìn)行相互連 接，對(duì)產(chǎn)品工業(yè)技術(shù)進(jìn)行不斷更新和提高，從而達(dá)到對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這 樣保證了該企業(yè)產(chǎn)品制造的全制動(dòng)化信息平臺(tái)。（3）利用

7、定位系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn) 行快速整定，建立起完整的制造過(guò)程信息技術(shù)。這樣既方便實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)安裝 精度測(cè)試技術(shù)，又達(dá)到完全的透明。通過(guò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制管理智能技術(shù)，對(duì)各個(gè)環(huán) 節(jié)進(jìn)行指導(dǎo)處理，這樣就能及時(shí)性的處理臨時(shí)性的問(wèn)題。（4）自動(dòng)化柔性生產(chǎn) 系統(tǒng)管理技術(shù)。企業(yè)生產(chǎn)流程中管理與控制信息的集成，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理控制一 體化和柔性自動(dòng)化的基礎(chǔ)。通過(guò)這技術(shù)分析，建立一種信息集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功 能模型，提出現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放式控制系統(tǒng)，建立控制系統(tǒng)分層式體系結(jié)構(gòu)，使其 與信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接口。我國(guó)在近幾年機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)不斷出現(xiàn)， 并給用戶(hù)帶來(lái)了顯著效益。目前我國(guó)已經(jīng)建立了多條弧焊機(jī)器人生產(chǎn)線、裝備機(jī) 器人

8、生產(chǎn)線、噴涂生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線。隨著我國(guó)工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提 高，機(jī)器人自動(dòng)化線的設(shè)廠也會(huì)越來(lái)越大，并逐漸成為自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要方式。 我國(guó)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線裝備市場(chǎng)剛剛起步，而國(guó)內(nèi)裝備制造業(yè)正處于由傳統(tǒng)裝 備向先進(jìn)制造裝備轉(zhuǎn)型的時(shí)期，這就給機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線研究開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了巨 大商機(jī)。4工業(yè)機(jī)器人的組建生產(chǎn)線技術(shù)在以上的工業(yè)機(jī)器人控制方法中，所完成的僅僅是一臺(tái)獨(dú)立機(jī)器人進(jìn)行工作 的控制，但是在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)任務(wù)往往是需要幾臺(tái)甚至更多的工業(yè)機(jī)器人分 工位分任務(wù)的完成，并且，工業(yè)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人之間存在著協(xié)同工作。將兩 臺(tái)以及更多的工業(yè)機(jī)器人連接起來(lái)組成自動(dòng)生產(chǎn)線進(jìn)行協(xié)同工作，我們稱(chēng)之

9、為組 線技術(shù)，最常見(jiàn)的生產(chǎn)線組建方法是通過(guò)端口連接控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。其常見(jiàn)的連接方 式如圖1所示。圖1工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線控制架構(gòu)每一種工業(yè)機(jī)器人都會(huì)配備相應(yīng)的輸入輸出模塊，通過(guò)輸入輸出模塊就能實(shí) 現(xiàn)機(jī)器人與外部設(shè)備的連接。ABB工業(yè)機(jī)器人通常在標(biāo)配中提供輸入輸出模塊DSQC651，該模塊具有8路輸入、8路輸出以及兩路模擬量輸出端口，每一路端 口可以根據(jù)實(shí)際需求在系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)置為信號(hào)連接、系統(tǒng)輸入以及系統(tǒng)輸出。通 過(guò)該模塊與PLC連接，實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)整套生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)控制。5工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)倫理隨著工業(yè)機(jī)器人的使用，安全隱患和失業(yè)憂患使大部分人認(rèn)為給人口眾多的 我國(guó)發(fā)展帶來(lái)了巨大的威脅?？梢?jiàn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)也是一把雙刃劍，它有利的一 面能幫助勞動(dòng)者減輕工作壓力，帶來(lái)工作的效率的提高。同時(shí)，它也有可能傷害 人，給人們帶來(lái)巨大的負(fù)面影響。機(jī)器人的設(shè)計(jì)工作并不是孤立于整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè) 的，對(duì)自然界的任何侵犯都有無(wú)數(shù)的相應(yīng)，其中許多是不可預(yù)料的。所以。如何 運(yùn)用機(jī)器人也是我們必須面對(duì)的一大難題，只有承認(rèn)機(jī)器人獨(dú)立的倫理地位和內(nèi) 在價(jià)值，使人類(lèi)和機(jī)器人和平共處才能更好的服務(wù)于人類(lèi)的社會(huì)和生活。6結(jié)束語(yǔ)基于工業(yè)機(jī)器人的IO端口，通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外圍設(shè)備、工業(yè)機(jī)器 人與工業(yè)機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)控制，完成基于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)生產(chǎn)線控制架構(gòu)設(shè) 計(jì)，該控制架構(gòu)對(duì)相關(guān)的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)