工業機器人自動裝配生產線的研制

馬靜+李宇

摘 要

隨著現代科技的發展，為了滿足生產的需要，就必須實現生產領域的智能化與自動化，而工業機器人的研制正是為了實現這一目的。工業機器人能夠在很大程度上提升生產效率，并降低勞動力成本，使企業經濟效益達到最優。本文在對裝配生產線加以概述的基礎上，分析了工業機器人在自動裝配生產線應用的技術方針，并指出了研制過程中應當注意的關鍵技術。

【關鍵詞】工業機器人 自動裝配 生產線

工業機器人的應用是裝配生產線實現智能自動化生產的核心要素，當前在歐美發達國家已經正式投入了使用，盡管我國在這一領域的研究起步相對較晚，但近年來工業機器人的研究已經取得了相當大的突破與創新。且在生產領域的應用正逐步擴大，形成了工業機器人自動裝配生產線。為我國在裝配行業實現無人數字化車間奠定了基礎。

1 關于工業機器人自動裝配生產線的概述

在生產領域，關于機械的制造往往采取的是流水線制造的方式，對于加工設備的智能化有著較高要求。而自動裝配生產線就是利用現代化的生產技術用機器人代替了傳統的人工勞動，使機器人與裝配設備有機結合了起來，在輸送系統與裝配設備的共同作用下完成產品的批量裝配、檢測、標示以及包裝等工序，是生產領域不可缺少的重要環節。同時，由于機器人的穩定性高，能夠更好地實現標準化裝配，克服了由于人工造成的誤差，提高了產品質量。工業機器人自動裝配生產線的投入使用在很大程度上提高了勞動生產的效率，使生產制造業從傳統的勞動密集型產業轉變為了技術密集型產業。實現了產業機構的優化升級，提升了產業價值。

2 技術路線分析

（1）要研制出能夠實現工業機器人自動裝配的生產線，首先需要對裝配線進行全局的規劃，并制定多種傳輸方案，同時還要對需要裝配的產品加以分析，從產品內容與裝配特點出發，這樣才能夠在多種傳輸方案中擇優選擇。當前在工業機器人自動裝配生產線上所運營的傳輸技術一般是異步傳輸的方式，這樣的設計方案具有設計簡單、定位準確、成本較低的優點，具有較強的可行性。

（2）還要對現有裝配技術的特點與效率進行分析，并將裝配動作進行分解，分析每一個步驟的優點與缺點，并對其中所存在的問題進行優化，使之能夠滿足智能化的需要。除此之外，還要將手工裝配與機器人自動裝配這兩種方式加以比較，從而對工業機器人自動裝配生產線的性能進行優化，例如將裝配步驟進行簡化，使之只需利用幾個簡單的動作就能夠完成裝配工作。或者將原有的零件安裝方法集中到指定的工位，這樣就能減少工作的流程，在最短的工作時間內完成更多產品的裝配。

（3）要對不同工位的功能進行優化。在這一技術中，需要根據所裝配零件的特點與裝配要求來對每一工位的裝配動作進行合理構思，分析工位裝配設備的功能是否適用。同時還要進行重復的實驗，以使工位的裝配動作能夠逐漸被完善，要保證不同的工位擁有不能的功能，從而滿足裝配過程中對產品加油、裝箱、檢測等需要。

（4）要對DFA進行研究，并將之應用到實踐中。DFA主要是指對裝配零件進行改造再設計，使之能夠滿足自動化裝配的需要，這樣能夠促使產品的自動裝配更加有效，同時能夠在很大程度上減少生產成本。要建設工業機器人自動裝配生產線，就必須根據設計方案來對現有的裝配零件進行分析與改造，創新出新的結構形式，使生產線的傳輸方式能夠得以簡化。并提升定位的精確度，使最終裝配出來的產品質量達到預期的目標，減少設備故障發生的概率。

3 自動裝配生產線研制過程中需要注意的技術要點

（1）產品的裝配是一個很復雜的過程中，其中所涉及到的輸送技術是核心，關系到整個生產線的結構方式、定位精確度、工作效率以及生產成本等。因此在工業機器人自動裝配生產線研制過程中，需要對傳輸技術進行優化。當前，最為常見的傳送方式主要是采取直接輸送定位的技術，這種技術傳輸速度快，定位準確，生產效率高。

（2）裝配專機的研制同樣也是工業機器人自動裝配生產線研制的重點內容。不同產品的裝配需要運用不同的裝配專機，這就要根據產品的類型與特點進行設計，從而使生產線的自動化性能達到最優。例如在裝配時，往往會對兩個或兩個以上的產品同時裝配，這就要求裝配機的性能必須達到要求，能夠同時針對數量較多的產品進行作業，并保證裝配的質量。

（3）工業機器人與末端操作器的研制是自動裝配生產線設計的技術要點之一。在生產線運行過程中，需要運用到大量的機器人，并針對不同零件的裝配對機器人的功能進行設計與優化，對于機器人的作業方式也要有所創新，主要包括氣吸式、卡爪式等多種抓取方式，使之能夠完成不同的裝配任務。而末端操作器是保證裝配工作能夠順利完成的重要設備，因此在研制過程中還要注意對這一機器的開發，使生產線的工作能夠圓滿完成。

（4）要安排專門的操作人員進行巡視與檢查。盡管工業機器人自動裝配生產線具有智能化與自動化特點，但是并不是萬能的。其投入相當大，一旦在生產過程中出現故障就可能導致重大的損失，因此在裝配時依然還需要人工進行檢查與加料，并對設備進行定期的維護與檢修，使生產線的性能得到優化，進一步提升其使用壽命，從而提升勞動生產率。

4 結束語

工業機器人自動裝配生產線的應用范圍十分廣泛，能夠在家電、儀表、機器等產品的裝配中應用，可以減少生產過程中勞動力的使用，并促進勞動成產率的提高，使企業的經濟效益提升。隨著社會生產的不斷擴大，生產領域的競爭也越發激烈，只有加強科技的投入，加大對先進技術的利用力度，促使企業能夠成功實現轉型，這樣才能讓企業在激烈的市場競爭中占據優勢。因此在未來的發展中，工業機器人自動裝配生產線的應用范圍還會進一步擴大，未來盡可能降低生產成本，生產企業就應當在現有技術的基礎上，加大資金與科技的投入，對智能化生產線進行優化與再創新。

參考文獻

[1]謝存禧，溫繼圓，鄭時雄.機器人自動裝配線的規劃設計[J].華南理工大學學報（自然科學版），2011（04）：1-7.

[2]王田苗，陶永.我國工業機器人技術現狀與產業化發展戰略[J].機械工程學報，2014（09）：1-13.

[3]謝存禧，郭熾盛，陳星海.機器人自動裝配線上提高裝配精度的方法[J].華南理工大學學報（自然科學版），2014（04）：41-45.

[4]鄭時雄，劉桂雄，閻華.機器人視覺在自動裝配線中的應用[J].光學精密工程，2013（01）：91-95.