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工业机器人在智慧工厂的作用åŠåº”用方å‘

[å¤åˆ¶é“¾æŽ¥]
  • TAçš„æ¯æ—¥å¿ƒæƒ…
    擦汗
    2019-8-13 14:13
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    [LV.5]常ä½å±…æ°‘I

    å‘表于 2017-11-8 14:21:59 | 显示全部楼层 |阅读模å¼
    1.工业机器人的规模化生产应用åŠè¦æ±‚    éšç€â€œå·¥ä¸š4.0â€æ™ºèƒ½æ—¶ä»£çš„到æ¥ä»¥åŠã€Šä¸­å›½åˆ¶é€ 2025》的规划, 工业机器人作为其é‡è¦çš„æž„æˆè¦ç´ ï¼Œ 在生产制造过程中, å¦‚é›¨åŽæ˜¥ç¬‹èˆ¬å¤§é‡æ¶ŒçŽ°å‡ºæ¥ï¼Œå¹¶ä¸”在工业生产中扮演ç€è¶Šæ¥è¶Šé‡è¦çš„角色。  
    9a902287ad9366b6385d3c6813e2b3f6.jpg   从因最åˆçš„ä¼ä¸šâ€œç”¨å·¥è’â€ä¸ºæ›¿ä»£äººåŠ›ç”¨äºŽç”Ÿäº§è‡³ä»Šï¼Œå·¥ä¸šæœºå™¨äººæ—©å·²æˆä¸ºæ ‡å‡†é…置的自动化装备,在生产的方方é¢é¢èŽ·å¾—äº†å¹¿æ³›çš„åº”ç”¨ï¼Œå¹¶æˆä¸ºå·¥åŽ‚è§„æ¨¡åŒ–ç”Ÿäº§è¿‡ç¨‹ä¸­ä¸€é“独特的风景线。    éšç€å¸‚场å‘å±•åŠæŠ€æœ¯è¿›æ­¥ï¼Œå·¥ä¸šæœºå™¨äººåœ¨å·¥åŽ‚åº”ç”¨çš„èŒƒå›´è¶Šæ¥è¶Šå¹¿ï¼Œ 实现的功能也越æ¥è¶Šå¤šã€‚从替代直接生产人力,ä¸çŸ¥ç–²å€¦åœ°å®Œæˆç®€å•ã€é‡å¤çš„å–æ”¾æ–™åŠ¨ä½œï¼Œåˆ°ç›®å‰ä»Žæå‡äº§å“生产效率ã€å·¥è‰ºåŠå“质人手,构建系统化è¿ä½œå¹³å°ï¼Œåœ¨å®žçŽ°ä»¥æ™ºæ…§å·¥åŽ‚ä¸ºä»£è¡¨çš„â€œå·¥ä¸š4.0†时代进程中, 工业机器人æˆä¸ºä¸å¯æ›¿ä»£çš„é‡è¦ç”Ÿäº§å†›ã€‚    目å‰ï¼Œå·¥ä¸šæœºå™¨äººçš„生产应用已渗é€åˆ°äº§å“生产的å„环节中,在既定的程åºå’ŒèŒƒå›´å†…,实现了产å“的生产加工ã€å–æ”¾ã€æ¬è¿ç­‰åŠŸèƒ½ã€‚ç„¶è€Œï¼Œ å¹¶éžæ‰€æœ‰çš„ç”Ÿäº§çŽ¯èŠ‚éƒ½æœ‰å¿…è¦æŠ•å…¥æœºå™¨äººï¼Œæœºå™¨äººåœ¨æŠ•äººç”Ÿäº§åº”ç”¨å‰ï¼Œé¦–先应进行全é¢çš„æŠ€æœ¯ç»æµŽæ•ˆç›Šè¯„估,确ä¿å…¶ç”Ÿäº§åº”用,满足以下几点: ①应满足产å“çš„ç”Ÿäº§å·¥è‰ºè¦æ±‚和集æˆåŒ–è®¾å¤‡çš„æŠ€æœ¯è¦æ±‚。② 满足生产负è·è¦æ±‚å’Œå®‰å…¨é˜²æŠ¤è¦æ±‚ã€‚â‘¢æœºå™¨äººå–æ”¾æ–™åŠ¨ä½œæ—¶é—´åº”æ»¡è¶³ç”Ÿäº§èŠ‚æ‹å’Œç”Ÿäº§æ•ˆçŽ‡çš„è¦æ±‚。④机器人抓å–物料应满足产å“加工精度ã€å¤–è§‚ç­‰å“è´¨è¦æ±‚。  
      2ï¼Žå·¥ä¸šæœºå™¨äººçš„ç”Ÿäº§è§’è‰²ã€€ã€€ã€€ã€€å·¥ä¸šæœºå™¨äººåœ¨ç”Ÿäº§åº”ç”¨é¢†åŸŸä¸æ–­æ‰©å¤§ï¼Œ ä½¿ç”Ÿäº§å¯¹æœºå™¨äººä¸æ–­æå‡ºæ–°çš„è¦æ±‚,从而推动了机器人技术水平的æé«˜ã€‚åŒæ—¶ï¼Œæœºå™¨äººæ€§èƒ½ä¸Žæ™ºèƒ½æ°´å¹³çš„æé«˜ä¹Ÿä½¿å¾—æœºå™¨äººä¸æ–­å–代人在生产中的角色,广泛地代替人从事å„项生产作业, æˆä¸ºä¼ä¸šç”Ÿäº§æ´»åŠ¨ä¸­çš„ä¸»è¦åŠ³åŠ¨åŠ›ã€‚å·¥ä¸šæœºå™¨äººåœ¨ç”Ÿäº§ä¸­çš„è§’è‰²ï¼Œä»Žä»£æ›¿äººçš„å¤§éƒ¨åˆ†ä½“åŠ›åŠ³åŠ¨ï¼Œåˆ°éƒ¨åˆ†è„‘åŠ›åŠ³åŠ¨ï¼Œå†ä¸æ–­è¿›åŒ–到集æˆè‡ªåŠ¨åŒ–ç”Ÿäº§ç³»ç»Ÿä¸­ï¼Œå‘æŒ¥ç€ç®¡ç†å调的作用。    孤立的机器人在生产中没有任何实用价值。机器人在生产中的角色ã€ä½œç”¨å®žé™…上是根æ®ç”Ÿäº§å†…容ã€äº§å“结构ã€å·¥è‰ºè¦æ±‚等因素,通过ä¸åŒçš„æœ«ç«¯æ‰§è¡Œè£…ç½®(手爪)结构和功能体现出æ¥çš„, 实现了上下料ã€è£…é…ã€åŠ å·¥ã€æ£€æµ‹åŠæ™ºèƒ½åˆ¤å®šç­‰å„ç§ç‹¬ç«‹æˆ–å¤åˆçš„作业功能。  
    ac22fcaaa9cd53a5c572066e975360e8.jpg   对于执行生产加工ã€äº§ç”Ÿäº§å“附加价值的的工艺加工类机器人,其手爪整åˆäº†å„类加工工具(焊枪ã€å–·æžªã€åˆ€å…·ã€ç ‚è½®åŠæŠ›å…‰è½®ç­‰), å®žçŽ°äº†ç„ŠæŽ¥ã€æ¶‚è£…ã€æ‰“ç£¨ã€æ£€æµ‹ã€è£…é…等生产过程,在生产中承担了主è¦è§’色,在工艺ã€ç²¾åº¦ã€ç”Ÿäº§æ•ˆçއã€å“è´¨ç­‰æ–¹é¢æ˜¯ä¸å¯æ›¿ä»£çš„。然而,对于那些é…åˆå·¥ä½œæ¯æœºæˆ–å…¶ä»–è‡ªåŠ¨åŒ–è®¾å¤‡ï¼Œæˆ–ç‹¬ç«‹å®žçŽ°å–æ”¾æ–™çš„辅助类机器人,其手爪的结构ã€åŠŸèƒ½è¾ƒå•一,在工艺ã€ç”Ÿäº§æ•ˆçއã€å“质等方é¢å¹¶æ²¡æœ‰æ˜Žæ˜¾çš„ä¼˜åŠ¿ï¼Œæ‰¿æ‹…äº†ç”Ÿäº§è¾…åŠ©å·¥ä½œï¼Œå…·æœ‰å¯æ›¿ä»£æ€§ã€‚ç›®å‰ï¼Œåœ¨ç”Ÿäº§å„环节广泛应用的工业机器人,约75%从事ç€ç®€å•å–æ”¾ç‰©æ–™çš„辅助工作。因而, 承担生产é…è§’ä»ç„¶æ˜¯ç›®å‰å·¥ä¸šæœºå™¨äººç”Ÿäº§åº”刚的丰æµã€‚    如果说å„ç±»ç»“æž„å’ŒåŠŸèƒ½çš„æ‰‹çˆªä½¿å·¥ä¸šæœºå™¨äººæ¸¸åˆƒæœ‰ä½™åœ°åœ¨ç”Ÿäº§ä¸­å‘æŒ¥å·¨å¤§çš„作用,那么,增设辅助机械装置,将机器人装在å¯ç§»åŠ¨çš„æ»‘å°ã€å¯¼è½¨æˆ–æ»šè½®ä¸Šï¼Œä½¿æœºå™¨äººæ‰©å¤§ç”Ÿäº§ä½œä¸šç©ºé—´ï¼Œæ— å¼‚äºŽç»™æœºå™¨äººå®‰ä¸Šè…¿è„šã€æ’上翅膀,实现了一个或多个维度的移动, 人大æé«˜äº†æœºå™¨äººçš„工作能力和应用领域。有了手和脚的机器人, å†é…ç½®CCDã€ä¼ æ„Ÿå™¨ç­‰è§†è§‰æ„Ÿåº”装置,就如åŒç»™æœºå™¨äººè£…上了眼ç›å’Œå¤§è„‘,使其具有å¯è§†åŒ–ã€åˆ†æžåˆ¤æ–­åŠç³»ç»Ÿå馈等功能,在生产系统集æˆçŽ¯å¢ƒä¸‹ï¼Œå¯å®žçŽ°åˆ†æžåˆ¤æ–­ã€æ•…障处ç†ã€ç”Ÿäº§ç®¡ç†ç­‰æ™ºèƒ½å·¥ä½œã€‚    因此,高效率的机器人末端执行装置(手爪)ï¼Œä¸æ–­å»¶ä¼¸æœºå™¨äººè¡ŒåŠ¨ç©ºé—´çš„è¾…åŠ©æœºæ¢°è£…ç½®ï¼Œä»¥è‚¢æå‡æœºå™¨äººçš„è§†è§‰ã€æ„ŸçŸ¥ã€æ£€æµ‹åŠåˆ†æžç­‰çš„æ™ºæ…§èƒ½åŠ›ï¼Œ 是工业机器人在生产应用中地ä½å’Œè§’色的é‡è¦ä½“现。    3.机器人集æˆCNC数控生产系统的建立    产å“å­˜CNC数控生产加工过程中,所需的人力角色较多,有CNC数控机床æ“作åŠå–æ”¾æ–™äººå‘˜ã€æ£€æµ‹äººå‘˜ã€ç‰©æµäººå‘˜ã€æµåŠ¨å¤¹å…·çš„è£…æ‹†å¤¹äººå‘˜ ã€ç»´ä¿®ä¿å…»äººå‘˜ã€å“质人员ã€ç”Ÿäº§æŠ€æœ¯åŠç®¡ç†äººå‘˜ç­‰ã€‚在这样人工å‚预度较多的生产环境下,对管ç†åè°ƒçš„è¦æ±‚较高,产能ã€å“è´¨ã€æˆæœ¬ç­‰æ–¹é¢å¾ˆå®¹æ˜“å—åˆ°å› æ²Ÿé€šåæ¸Šä¸ç•…ã€ä¸åŠæ—¶ç­‰ä¸åˆ©å†ˆç´ çš„å½±å“ï¼Œé€ æˆæµªè´¹ã€‚因此,如何利用机器人和自动化设备改å˜ç›®å‰ä¸åˆ©çš„ç”Ÿäº§å±€é¢æ˜¾å¾—尤为é‡è¦ã€‚  
    540c9665dc804df1888c8c5fe4f64821.jpg   首先,从é™ä½ŽäººåŠ›éœ€æ±‚ã€å‡å°‘人工å‚预度的角度,对产å“çš„CNC数控生产工艺过程ã€è½¦é—´å¸ƒå±€ã€ç‰©æµçŠ¶å†µç­‰æ–¹é¢è¿›è¡Œåˆ†æžï¼Œå¯¹çŽ°æœ‰çš„äººå·¥ä½œä¸šæ–¹å¼è¿›è¡ŒåŠ¨ä½œæ—¶é—´åˆ†æžç ”究。在满足现有的生产带æ‹å’Œç”Ÿäº§æ•ˆçŽ‡çš„åŸºç¡€ä¸Šï¼Œåˆ©ç”¨æœºå™¨äººæ¨¡ä»¿CNCæ“作åŠå–æ”¾æ–™äººå‘˜çš„åŠ¨ä½œè¦æ±‚,替代CNC数控机床æ“作åŠå–æ”¾æ–™äººå‘˜ï¼Œå¼€å‘æœºå™¨äººä¸€æ‹–二系统,如图læ‰€ç¤ºï¼Œå®žçŽ°ä¸€å°æœºå™¨äººå¯¹åº”两å°CNC数控机床,完æˆå–放物料的过程。    当整个车间的直接生产人力全部由机器人一拖二系统代替时,物æµäººå‘˜å°±æˆä¸ºè½¦é—´çš„主è¦äººåŠ›ã€‚ä¸ºäº†å‡å°‘物æµäººåŠ›ï¼ŒåŒæ—¶é™ä½Žæœºå™¨äººçš„生产投入,开å‘了机器人“一拖Nâ€ç³»ç»Ÿã€‚如图2所示,把机器人装在导轨上,从而延伸了机器人的作业空间,æé«˜äº†æœºå™¨äººçš„å·¥ä½œèƒ½åŠ›å’Œåº”ç”¨èŒƒå›´ï¼Œå®žçŽ°äº†ä¸€å°æœºå™¨äººåœ¨å¯¼è½¨ä¸Šç§»åŠ¨ï¼Œå¯¹åº”å¤šå°CNC的自动化生产系统。    为了让机器人专心完æˆå¯¹CNCæ•°æŽ§æœºåºŠçš„å–æ”¾æ–™å·¥ä½œï¼Œé€šè¿‡è§„划“二二相连â€ä¾›æ”¶æ–™æµæ°´çº¿ï¼Œåœ¨åŽŸæœ‰N套“一拖二 â€ç³»ç»Ÿçš„基础上,建立专用的物æµå¿«é€Ÿè¾“é€é€šé“,如图3所示,实现物料的快速供应和产å“çš„å¿«é€Ÿå‘¨è½¬ï¼Œä½¿æœºå™¨äººåŠæ—¶é…åˆCNC完æˆå–æ”¾æ–™ä½œä¸šï¼Œè¾¾åˆ°äº§èƒ½çš„æœ€äººåŒ–ï¼Œå¹¶ä¸”æ»¡è¶³å°æ‰¹é‡ã€å¤šå“ç§çš„产å“ç”Ÿäº§é€šç”¨æ€§è¦æ±‚。    无论是“一拖二â€ã€â€œä¸€æ‹–Nâ€è¿˜æ˜¯â€œäºŒäºŒç›¸è¿žâ€ç­‰ç³»ç»Ÿçš„å¼€å‘,都实现了机器人与CNC数控机床的集æˆåŒ–生产,机器人é…åˆCNC数控机床,完æˆäº†äº§å“的连续生产加工过程。机器人集æˆåŒ–生产节çœäº†æ“作人力,æé«˜äº†CNC数控机床的利用率,é¿å…了过多的人工干预导致的产能ã€å“质等ä¸ç¨³å®šçŠ¶å†µçš„å‘生。    在CNC的辅助生产环节中,自动化设备的开å‘ä¸Žåº”ç”¨åŒæ ·è¾ƒå¥½åœ°è§£å†³äº†ç”Ÿäº§ä¸­äººåŠ›éœ€æ±‚è¾ƒå¤šã€ç”Ÿäº§æ•ˆçއä¸è¶³ç­‰é—®é¢˜ã€‚比如,原有æµåŠ¨å¤¹å…·çš„è£…æ‹†å¤¹è¿‡ç¨‹ï¼ŒäººåŠ›éœ€æ±‚è¾ƒå¤šï¼ŒåŠ³åŠ¨å¼ºåº¦å¤§ï¼Œç”Ÿäº§æ•ˆçŽ‡è¾ƒä½Žï¼Œå¼€å‘æµåŠ¨å¤¹å…·çš„è‡ªåŠ¨è£…æ‹†å¤¹è®¾å¤‡ï¼Œä»¥ä»£æ›¿è£…æ‹†å¤¹äººå‘˜ã€‚é’ˆå¯¹äº§å“在CNC加工åŽçš„å“质检测环节,检测人力需求多,生产效率低,且人工检测å“è´¨ä¸æ˜“ä¿è¯ï¼Œä»Žè€Œå¼€å‘äº†è‡ªåŠ¨æ£€æµ‹è®¾å¤‡ï¼Œä»£æ›¿æ£€æµ‹äººå‘˜ã€‚åŒæ—¶ï¼Œè‡ªåŠ¨åŒ–è®¾å¤‡çš„å–æ”¾æ–™è¿‡ç¨‹ï¼Œéƒ½å¯é€šè¿‡æœºå™¨äººè‡ªåŠ¨å®Œæˆã€‚    无论是机器人集æˆç³»ç»Ÿï¼Œè¿˜æ˜¯è‡ªåŠ¨åŒ–è®¾å¤‡ï¼Œå…¶é‡è¦çš„è¡¡é‡æŒ‡æ ‡ï¼Œæ˜¯é€‚应相似产å“çš„ç”Ÿäº§äº’æ¢æ€§ã€‚äº’æ¢æ€§è¶Šå¥½ï¼Œåˆ™ç³»ç»Ÿæˆ–设备的价值ã€ä½¿ç”¨æ•ˆçއåŠå¯¿å‘½å°±è¶Šé«˜ã€‚机器人集æˆç³»ç»Ÿäº’æ¢æ€§çš„åŸºæœ¬è¦æ±‚是产å“å˜æ›´åŽï¼Œåªéœ€è°ƒæ•´æµåŠ¨å¤¹å…·ã€æœ«ç«¯æ‰§è¡Œå™¨(手爪)等与产å“相适应的部分,而ä¸ä¼šå½±å“机器人集æˆç³»ç»Ÿæ•´ä½“çš„è¿è¡Œæ–¹å¼åŠåŠŸèƒ½å®žçŽ°ã€‚               
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