機器人在自動化裝配中的應用

摘 要：隨著信息技術的快速發展，我國制造業取得了飛速發展，機器人在應用自動化裝配中極大的提高了工業產品生產的效率，同時也降低了企業的運營成本，提高了企業的經濟效益。因此本文在此基礎上就機器人在自動化裝配中的應用做了一定的研究，從而更好促進我國制造業的發展進程。

關鍵詞：機器人；自動化裝配；應用該

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.045

機器人技術在過去取得了快速發展，已經被廣泛應用于自動化裝配中，代替了人工將零件組合在一起最終形成產品的過程。將人從繁重的勞動中解脫出來，同時機器人能夠很快速便捷地重復各種機械動作，極大提高了工業生產的效率，同時也減少了企業的運營成本。在傳統的自動化裝配系統中都是通過人工流水作業完成各種零件的組裝過程，消耗了大量的人力物力，同時效率低下。因此，研究工業機器人在自動化裝配中的應用就顯得十分有價值。

1 機器在自動化裝配中應用

隨著我國經濟社會的不斷發展，很多行業在近些年取得很大的發展，其中制造業為我國經濟建設做出了重要的貢獻。工業機器人在各個行業的應用，加速了各個行業的快速發展。工業機器人在自動化裝配生產中的應用具有重要的作用，主要表現在以下幾個方面：

（1）提高產品的裝配效率和裝配周期，縮短產品的生產周期，能夠實現產品快速上市和交付使用。

（2）最大程度降低因為人為因素導致的對于產品生產過程中的干預和影響，提高產品的生產精度和自動化水平，保證產品裝配質量一致性，有效地減低了產品的故障率，提高了企業的經濟效益。

（3）通過對于多機器人系統作用、機器人視覺檢測技術、機器人自動導航技術、以及室內定位技術的應用，使得機器人能夠自主完成一些不連續的生產作用，同時提高了生產效率，為未來多機協調生產奠定了堅實的基礎。

2 機器人在自動化裝配中的關鍵技術

2.1 機器人誤差校正技術

很多自動化裝配環節對于機器人的精度要求較高，比如半導體行業、手機裝配行業，這時對于機器人定位誤差要求就很高。但是很多工業機器人的絕對定位精度均較差，與其重復定位精度相比誤差數量級相差。一般對于普通的裝配行業對于機器人重復定位要保障在0.1mm范圍內，同時要保證其絕對定位精度在毫米級別的范圍內。因此，對于機器人發展來說如何利用機器人誤差校正技術來最大程度提高其末端絕對定位精度就顯得至關重要，這個直接決定了機器人是否能夠被應用很多高精密行業的關鍵因素。

2.2 鉆鉚多功能末端執行器設計技術

鉆鉚多功能末端執行器是機器人鉆鉚的執行機構，需要在裝配環節完成鉆孔、锪窩、鉚接等工作任務。對于不同應用場合的工業機器人，鉆鉚多功能末端執行器的設計往往是不同，需要結合具體的裝配任務來進行末端執行器的設計，在設計過程中要充分考慮到實際生產的需求，同時也要根據操作對象的特點來進行合理的設計，合理的結構能夠最大程度提高裝配任務的效率。

2.3 機器視覺技術

機器視覺技術是近些年發展最熱門的一項技術，通過把機器人技術和圖像處理技術有效的結合起來從而完成各種工業生產任務，大大提高了工業生產效率。機器視覺技術被引入機器人設計當中，最大程度地提高了機器人的感知能力和智能化水平，使得機器人能夠通過視覺來感知周圍的工業環境，從而開展自主導航和自主工作的任務。在實際裝配現成就能夠使得機器人到指定地點完成任務，而不再像傳統的工業機器人只能被固定在具體的位置來完成具體的工作，這樣就能夠使得裝配環節更加自動化和智能化，從而大大提高裝配效率。

2.4 離線編程技術

在實際裝配任務過程中，機器人對產品裝配操作都是離線程序驅動。離線需要編制的程序主要為各個階段裝配任務制定科學合理的機器人關節運動軌跡與末端運動軌跡，同時要通過機器人身上的傳感器完成角度和姿態的數據搜集，將模擬信號轉化為數字信號來驅動機器人身上的各個關節電機運動的電機驅動程序等。程序代碼執行效率直接影響到機器人的操作效率。離線編程技術需要解決產品自動生產操作程序的編制問題。

2.5 自主移動技術

自主導航技術的應用能夠使得工業機器人在裝配車間完成各種復雜的任務，基于激光雷達、超聲波傳感器以及各種姿態傳感器的應用，同時搭載著ros操作系統使得機器人能夠在cpu中進行實時建模，從而規劃出最佳的路徑，在運動過程中能夠有效規避障礙物，到達指定的地方完成相應的任務。自主導航主要需要解決的各種工業環境對于傳感器的干擾問題以及如何優化導航路徑等等。

2.6 自動鉆孔技術

工業機器人可以利用艙室三維數字模型快速確定孔的尺寸，完成造孔過程。以螺紋孔的加工為例，機械臂通過視覺識別或直接輸入待加工孔的空間位置來驅動末端到加工位置。在第一位置，螺紋底孔由鉆孔工具（氣鉆、電鉆）加工，攻絲工具由刀具切換機構置于加工位置直接加工螺紋。結果表明，該方法加工孔的位置和形狀精度明顯高于手工加工方法。但是有的機器人是依靠慣性導航的原理進行鉆孔操作，在安裝導航支架時，對于支架的安裝精度要求較高，需要增加一個多自由度的系統來保障裝置可以自由的轉動。同時在機器人支撐系統方面，一般要通過采用雙閉環控制系統來控制相應的支撐結構，通過精密的控制來保障結構能夠滿足機械臂轉動的需求，從而更好進行自動鉆孔的需求。

3 結語

綜上所示，機器人在自動化裝配中的應用大大提高自動化轉配的效率，同時也提高了企業的經濟效益。同時隨著機器視覺和人工智能技術的快速發展，越來越先進的技術被應用機器人技術中，那么未來自動化裝配作用將會獲得新的發展。

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作者簡介：張鵬（1984-），男，湖北武漢人，本科，講師，主要從事機械工程、無人機應用技術方向研究。