机器人在载具生产的应用研究

2021-11-02 02:59任晨熙
科技信息·学术版 2021年20期
关键词:载具

任晨熙

摘要:工业的进步和市场规模的扩大使得载具市场需求量随之提高,载具是一种承载物品的器具,也就是日常大家所熟悉的工位器具的统称,其用途非常广泛,小到一颗螺丝钉,大到航空航天的产品,都会涉及到载具的使用。随着社会的发展和进度,用工难和用工贵目前是国内制造行业普遍存在的痛点,这就迫使企业需要迫切的进行技术改造、技术升级,从传统的劳动密集型的状态中解脱出来,依靠新技术新工艺,提升载具的自动化焊接的水平。

关键词:载具;工位器具;机器人焊接;自动化搬运

一、载具主要作用

1、防止货物在物流渠道中的损伤

在整个物流系统中应考虑来自物流过程物理环境造成的损伤,如振动、撞击、刺穿和挤压,以及货架、堆码或者运输过程中、堆码过程中的倒塌和颠覆等。

2、提高货物在物流过程中的操作效率

载具的功效在物流操作中,直接影响到从车辆的装卸、仓库的货物收发和移动到车辆和仓库的体积利用率。

3、传递信息

货品识别、厂家信息、产品名称、内部数量、日期和识别代码等信息在收货、选货及运单中极为重要。现代载具设计上,应该有便于现代化管理的电子代码等标识。

4、便于回收再生,减少对地球的伤害

目前载具的设计都在考虑回收,进行循环利用。发展可持续载具已经成为企业社会责任的重要内容。

二、自动化焊接技术的应用优势分析

1、有利于提升焊接精度和效率的提高

载具焊接的过程中,人工会进行搬运和装夹零件,在装夹的过程中会导致零件放置的一致性较差,进而会影响零件的焊接质量和焊缝的稳定性;通过机器人或者自动装夹机构放置的零件,具由一致性好的特点,焊接机器人的能快速的进行焊接,且焊缝质量较稳定;

焊接机器人目前已经普遍应用到工业领域的各行各业,其具有稳定性好,焊接质量可靠、效率高等优点;因为机器人焊接程序的焊接轨迹是固定的,所以就要求零件的位置需要相对精准,以保证焊接质量。

2、提高焊接的加工效率

机器人代替人工搬運和人工焊接,其生产效率与人工相比,大大的提升生产效率。焊接机器人在大批量、同位置相同轨迹重复施焊,需要保证生产流水线顺畅,在焊接质量稳定性要求高的应用场合下,体现出了人工焊接无法比拟的极大优势,

3、优化焊接成本

在焊接生产成本方面,越来越昂贵的人工费用、因质量问题造成的报废和返修、材料及能源损耗都是造成生产成本居高不下的重要原因。在生产柔性方面,当需要灵活的适用于不同形式的焊接工件时,机器人可通过编程适应不同要求的焊接作业,与面向不同任务需要使用不同设备的焊接专机相比,具有更大的优势。

同时,焊接机器人的高精度、高效率与高稳定性,也从减少物耗与功耗、提高质量、降低劳动强度、改善劳动环境、减轻对稀缺的焊接技术人员的依赖程度方面,降低了整体的成本。

三、搬运机械手和焊接机器人的选型

目前在我国应用的焊接机器人,主要从德国、日本、奥地利、意大利、瑞典等国引进的,其中德国和日本生产的最多,分别占39%和30%。欧系的主要代表企业有KUKA、ABB、COMAU等公司;日系的主要代表企业有YASKAWA、OTC、Panasonic、FANUC等公司,国产的主要代表企业有沈阳新松机器人自动化股份有限公司(siasun)、广州数控设备有限公司(GSK)等;搬运机械手以国产的为主,品牌较多,因精度要求次于焊接机器人,故可自行进行选择适合各自公司的产品。

1、搬运机械手

搬运机械手由PLC控制+触摸屏+伺服电机控制,采用占用空间少的框架式结构,生产能力大,码垛的方式可以采用示教是编程,电脑能够储存100套码垛方案,适合搬运的机器人主要为:JTFTM1800型适应垛板:850x850 到1250x1250 mm,最大码垛能力:60包/小时,适应箱类:纸箱、塑料箱、铁制品等产品类型,最大码垛高度:1800mm (根据需求可选择2200mm);

2、焊接机器人

松下机器人型号:TA-G3、TB-G3、TM-G3和FG、以及TA-WG3、TM-WG3机器人系列;

ABB焊接机器人系列包括:IRB140、IRB1410、IRB1520ID、IRB1600等十几个系列;

FANUC公司焊接机器人产品包括:弧焊机器人M-10Ia、M-20iA系列;点焊、弧焊机器人LR Mate系列、M-710Icm-900iA/M-2000iA系列;

四、焊接夹具(胎具)的设计原则

1、工艺性原则

焊接工装既要有较好的使用性能,又要保证装配工艺要求,同时力求结构简单、轻巧,操作时动作迅速,而且要便于制造;

2、经济性原则

在明确生产纲领的前提下,对产品进行焊接工艺分析,然后根据产品批量大小,制定工装设计方案。实际应用的焊接工装并不一定有多复杂,要根据工件的具体情况,提倡小夹具大效益的效果。

3、可靠性原则

可靠性,则是指产品在规定的时间内和给定的条件下,完成规定功能的能力。可靠性分为固定可靠性、使用可靠性和环境可靠性。可靠性的度量指标一般有可靠度、无故障率、失效率3种。

焊接工装必须具有安全可靠性,保证工装在使用期内,凡受力部件都应有足够的强度和刚度。操作位置要设置在工人容易接近的部位,以保障安全生产。

五、结论

综上所述,通过在夹具(胎具)设计上的研究,以及通过机械手搬运零件、机器人自动焊接等方法,能大大的提升焊接效率及焊接成本,优化过程质量,从而促进冲载具制造生产综合效益的提升,推动机械制造技术水平的提升和相关行业的进步与发展。

参考文献:

[1]王纯详. 焊接工装夹具设计及应用. -2版.化工工业出版社,2013.12(2015.2重印)

[2]中国机械工程学会焊接学会机器人与自动化专业委员会.机械工业出版社,2014.5(2014.9重印)

[3]彭国勋.物流运输包装设计.-2版.文化发展出版社,2016.1(2020.1重印)

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