工业机器人自动装配生产线的研制

马静+李宇

摘 要

随着现代科技的发展，为了满足生产的需要，就必須实现生产领域的智能化与自动化，而工业机器人的研制正是为了实现这一目的。工业机器人能够在很大程度上提升生产效率，并降低劳动力成本，使企业经济效益达到最优。本文在对装配生产线加以概述的基础上，分析了工业机器人在自动装配生产线应用的技术方针，并指出了研制过程中应当注意的关键技术。

【关键词】工业机器人 自动装配 生产线

工业机器人的应用是装配生产线实现智能自动化生产的核心要素，当前在欧美发达国家已经正式投入了使用，尽管我国在这一领域的研究起步相对较晚，但近年来工业机器人的研究已经取得了相当大的突破与创新。且在生产领域的应用正逐步扩大，形成了工业机器人自动装配生产线。为我国在装配行业实现无人数字化车间奠定了基础。

1 关于工业机器人自动装配生产线的概述

在生产领域，关于机械的制造往往采取的是流水线制造的方式，对于加工设备的智能化有着较高要求。而自动装配生产线就是利用现代化的生产技术用机器人代替了传统的人工劳动，使机器人与装配设备有机结合了起来，在输送系统与装配设备的共同作用下完成产品的批量装配、检测、标示以及包装等工序，是生产领域不可缺少的重要环节。同时，由于机器人的稳定性高，能够更好地实现标准化装配，克服了由于人工造成的误差，提高了产品质量。工业机器人自动装配生产线的投入使用在很大程度上提高了劳动生产的效率，使生产制造业从传统的劳动密集型产业转变为了技术密集型产业。实现了产业机构的优化升级，提升了产业价值。

2 技术路线分析

（1）要研制出能够实现工业机器人自动装配的生产线，首先需要对装配线进行全局的规划，并制定多种传输方案，同时还要对需要装配的产品加以分析，从产品内容与装配特点出发，这样才能够在多种传输方案中择优选择。当前在工业机器人自动装配生产线上所运营的传输技术一般是异步传输的方式，这样的设计方案具有设计简单、定位准确、成本较低的优点，具有较强的可行性。

（2）还要对现有装配技术的特点与效率进行分析，并将装配动作进行分解，分析每一个步骤的优点与缺点，并对其中所存在的问题进行优化，使之能够满足智能化的需要。除此之外，还要将手工装配与机器人自动装配这两种方式加以比较，从而对工业机器人自动装配生产线的性能进行优化，例如将装配步骤进行简化，使之只需利用几个简单的动作就能够完成装配工作。或者将原有的零件安装方法集中到指定的工位，这样就能减少工作的流程，在最短的工作时间内完成更多产品的装配。

（3）要对不同工位的功能进行优化。在这一技术中，需要根据所装配零件的特点与装配要求来对每一工位的装配动作进行合理构思，分析工位装配设备的功能是否适用。同时还要进行重复的实验，以使工位的装配动作能够逐渐被完善，要保证不同的工位拥有不能的功能，从而满足装配过程中对产品加油、装箱、检测等需要。

（4）要对DFA进行研究，并将之应用到实践中。DFA主要是指对装配零件进行改造再设计，使之能够满足自动化装配的需要，这样能够促使产品的自动装配更加有效，同时能够在很大程度上减少生产成本。要建设工业机器人自动装配生产线，就必须根据设计方案来对现有的装配零件进行分析与改造，创新出新的结构形式，使生产线的传输方式能够得以简化。并提升定位的精确度，使最终装配出来的产品质量达到预期的目标，减少设备故障发生的概率。

3 自动装配生产线研制过程中需要注意的技术要点

（1）产品的装配是一个很复杂的过程中，其中所涉及到的输送技术是核心，关系到整个生产线的结构方式、定位精确度、工作效率以及生产成本等。因此在工业机器人自动装配生产线研制过程中，需要对传输技术进行优化。当前，最为常见的传送方式主要是采取直接输送定位的技术，这种技术传输速度快，定位准确，生产效率高。

（2）装配专机的研制同样也是工业机器人自动装配生产线研制的重点内容。不同产品的装配需要运用不同的装配专机，这就要根据产品的类型与特点进行设计，从而使生产线的自动化性能达到最优。例如在装配时，往往会对两个或两个以上的产品同时装配，这就要求装配机的性能必须达到要求，能够同时针对数量较多的产品进行作业，并保证装配的质量。

（3）工业机器人与末端操作器的研制是自动装配生产线设计的技术要点之一。在生产线运行过程中，需要运用到大量的机器人，并针对不同零件的装配对机器人的功能进行设计与优化，对于机器人的作业方式也要有所创新，主要包括气吸式、卡爪式等多种抓取方式，使之能够完成不同的装配任务。而末端操作器是保证装配工作能够顺利完成的重要设备，因此在研制过程中还要注意对这一机器的开发，使生产线的工作能够圆满完成。

（4）要安排专门的操作人员进行巡视与检查。尽管工业机器人自动装配生产线具有智能化与自动化特点，但是并不是万能的。其投入相当大，一旦在生产过程中出现故障就可能导致重大的损失，因此在装配时依然还需要人工进行检查与加料，并对设备进行定期的维护与检修，使生产线的性能得到优化，进一步提升其使用寿命，从而提升劳动生产率。

4 结束语

工业机器人自动装配生产线的应用范围十分广泛，能够在家电、仪表、机器等产品的装配中应用，可以减少生产过程中劳动力的使用，并促进劳动成产率的提高，使企业的经济效益提升。随着社会生产的不断扩大，生产领域的竞争也越发激烈，只有加强科技的投入，加大对先进技术的利用力度，促使企业能够成功实现转型，这样才能让企业在激烈的市场竞争中占据优势。因此在未来的发展中，工业机器人自动装配生产线的应用范围还会进一步扩大，未来尽可能降低生产成本，生产企业就应当在现有技术的基础上，加大资金与科技的投入，对智能化生产线进行优化与再创新。

参考文献

[1]谢存禧，温继圆，郑时雄.机器人自动装配线的规划设计[J].华南理工大学学报（自然科学版），2011（04）：1-7.

[2]王田苗，陶永.我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J].机械工程学报，2014（09）：1-13.

[3]谢存禧，郭炽盛，陈星海.机器人自动装配线上提高装配精度的方法[J].华南理工大学学报（自然科学版），2014（04）：41-45.

[4]郑时雄，刘桂雄，阎华.机器人视觉在自动装配线中的应用[J].光学精密工程，2013（01）：91-95.