1工业机器人的组成原理
工业机器人具体包括下述几方面:第一,工业机器人的主体,其包括机械臂、机座、抓取体等多个机械部分,同时部分机器人还会增加移动构件,以满足机器人的运动功能需求。第二,驱动系统。驱动系统是机器人运动的动力源所在,在当下常用的驱动系统有三种,液压、电动和气动,在工业机器人运行中,其会通过驱动和传动装置来执行相关操作命令,满足工业生产需求。第三,控制系统。
控制系统是整个工业机器人的中枢神经和大脑,所有执行命令都需要通过控制系统来进行发布和传达,其包括PLC编程控制器、人机触摸显示器、人工示教器等等多个部分。第四,感知系统。感知部分是用于识别监测工业机器人在运行中的行为操作以及运行状态,其具体包括内部感知和外部感知两部分,从感知模块负责不同的感知功能,外部感知模块主要用于感知位置、分辨物体,一般采用检测和角度传感器[1],内部模块则多采用左右限位传感器、报警传感器等等,同时还可以工业生产需求增添智能传感系统,以此来进一步增强工业生产的智能化和灵活性。
2工业机器人在智能制造中的应用优势
2.1提高产品生产效益
在智能制造之中,有许多操作难度较大、操作环境较为危险的项目都可以由工业机器人进行代替,这样一方面可以降低人工工作量,另一方面还可以促进生产制造安全性的提升。同时工业机器人都是按照既定的程序来进行操作控制,所以不会受到主观因素的影响,能够一直保持高效率、高精度生产,这样就可以大大降低人工成本投入,提高生产效率,为制造企业创造更多的经济效益。
2.2建设柔性生产线
在工业生产制造中,工业机器人能够更好促进柔性生产线的建设,因为其可以与数控机床进行有效连接,满足各种生产制造需求。比如在某制造企业之中,生产线包括工业机器人以及卧式加工中心,机器人在生产中主要用于搬运各种材料和设备,利用2D扫描系统来扫描上料辊道线上的毛坯件,然后再通过传感器来感应分析上料点中工件的位置,控制器结合扫描以及传输结果来决定工件的运输,之后再通过3D视觉传感器来对毛坯件进行准确定位,并下达搬运命令,由机器人进行执行,之后再完成加工操作,最后再由机器人将完成加工的产品搬运下来[2]。在整个生产过程中,可以利用机器人开展不间断作业,并不需要人工操作,生产效率非常高,并且产品的稳定性和合格率也非常高。
3工业机器人在智能制造中的具体应用
3.1打磨和抛光
在工业生产制造中有许多产品都需要通过打磨抛光来获得较为良好的粗糙度和光滑度,以往都是通过人工操作来进行打磨抛光的,不仅时间较长,同时产品合格率也难以得到保障。但是通过应用工业机器人就可以实现自动化打磨抛光,同时打磨抛光的质量和稳定性都非常高,足以满足工业生产制造标准。与此同时,工业机器人是通过相应程序来进行控制的,所以在打磨抛光的过程中规范性强,不会出现违规操作或者操作失误,这样还可以有效降低安全事故的发生风险,提高生产安全性,保证生产质量。
3.2焊接
在智能制造中,有许多产品在生产中都必须通过焊接来实现各种材料的有效连接。不同材料的焊接要求和所用的焊接材料都是有所不同的,并且对于焊接人员的工艺技术要求也相对较高,只有严格依据焊接要求和标准进行焊接,才可以确保焊接质量的合格达标。而利用工业机器人来进行焊接,其在运行中可以利用乙醛和遗传算法自动进行焊接机器人操作作业的调整控制,不断优化焊接工艺,提高焊接质量。并且,在焊接中还可以利用人工智能网络以及正交实验,对焊接中的电阻参数进行全面细致的分析,并结合焊接情况建立相应的焊接模型,这样就可以进一步提升焊接工艺的科学性和合理性,提高焊接质量和焊接精度。
3.3装配
在工业机器人中可以配置各种各样的传感器,够有效模拟人的视觉、听觉触觉,这样就可以精确精准的感知对象,因此其能够有效应用于智能制造的装配生产。在具体制造生产中,工业机器人可以通过传感器和末端执行器来实现智能化装配生产,传感器负责感知各种装配组件,然后就可以将信息传输到控制系统,最后再有控制系统反馈给末端执行器来进行装配生产。比如在汽车装配生产中,车体装配、轮胎装配、玻璃装配等都可以借用工业机器人来进行生产装配,这样就可以节约大量人工劳动力,提高装配效率和装配精度。与此同时,随着现阶段零部件精密性的日益提升,装配工作的难度在不断增加,但是专业高素养装配人员却非常缺乏,工业机器人技术的日益成熟就可以有效解决该方面的问题,利用机器人的科学性、规范性和精确性来完成对各种精密构件的装配制造。
3.4材料搬运
在智能制造中经常需要进行码垛、零件抓取等各种搬运操作,工业机器人完全可以取代人工进行搬运操作,并且工业机器人的搬运能力显著超过人工。在具体生产制造中,搬运机器人可以按照既定的搬运和组装指令自动到相应位置来进行零部件或者产品的搬运组装,即便是搬运一些大型或者特殊形状的零部件和产品,需要提前进行操作命令的设置,搬运机器人就可以实现精准搬运,在搬运过程中不会对零部件和产品造成损伤[3]。除此以外,搬运机器人只需要保证能源和及时进行养护维修就可以一直维持正常工作状态,与人工搬运相比,工作效率显著提升并且成本较低。
3.5检测
为了保证生产制造的精确度和质量,在智能制造中必须做好对各零部件及产品尺寸及质量的实时检测,确保其满足相关尺寸和质量标准。利用机器人来进行检测,已经在当下得到了普遍性应用,与人工相比,机器人的检测精度和准确性具备明显优势。在检测过程中,机器人会通过传感器和测量控制模块来完成零部件和产品尺寸及质量的检测,传感器能够有效采集生产制造中的产品信息,比如高度、宽度、温度等等,然后再结合测量控制模块与标准产品参数进行对比,就可以判断产品质量是否合格,及时筛选出误差较大的产品。
3.6喷涂喷漆
喷涂喷漆作业不仅任务量重,对于喷涂喷漆水平有着较高的要求,并且还存在一定的污染性,会损害人体健康。随着工业机器人技术的不断进步,其具备极好的灵活性和自由度,在智能制造中可以根据指令要求随意进行操作方向及位置的变化,因此将其用于喷涂喷漆作业环节可以取得极好的效果。在具体喷涂机器人作业中,其可以根据产品制造要求来确定喷涂厚度,并设定相应的喷涂程序,然后喷涂机器人就可以自动进行喷涂作业,并且其在喷涂过程中还可以通过传感器实时检测喷涂厚度,确保喷涂质量,非常适合应用于规模化和产业化生产线制造。
结语
总而言之,为了实现工业智能制造的发展目标,在现阶段必须做好对工业机器人技术的有效应用,并结合具体的工业生产制造流程及特点,不断优化和完善工业机器人的性能和功能,降低工业制造生产成本,提高制造生产效率,为智能制造行业的可持续发展提供充足动力。
参考文献
[1]梁耀光,黄珊珊.工业机器人智能制造的探索[J].南方农机,2020,51(06):9.
[2]金艳.工业机器人技术在自动化控制领域的应用探讨[U].中国设备工程,2017(19):151-152.
[3]宋海军.我国创新智能机器人企业发展效率研究[J].经济研究导刊,2020(09):22-25.