工业机器人在涤纶长丝生产中的应用探索

工业机器人在涤纶长丝生产中的应用探索

钱振东

江苏恒科新材料有限公司 江苏省南通市 226000

摘要：工业机器人在新时期因其自动化、机械化、智能化等优势得到了广泛地使用，但大多集中在仓储、IT行业、电子电器、机械加工、汽车零件加工等行业与领域，在传统行业中的应用较少，特别是化纤行业。针对该种情况，部分化纤企业为切实提升涤纶长丝生产质量与效率，开始尝试性地在各个生产流程中强化工业机器人的应用，并取得了较好的效果。文章就工业机器人概述、工业机器人在涤纶长丝生产中的应用途径、发展趋势进行了论述与分析。

关键词：工业机器人；涤纶长丝生产；应用

引言：探索工业机器人在涤纶长丝生产中的应用途径，需明确工业机器人的基本定义与在涤纶长丝生产中的展开方式，并根据工厂的实际生产所需来设定各个工业机器人的基本参数，以此来发挥出其更大的价值与效用。在工业机器人的应用过程中，还需关注其与涤纶长丝生产线的契合性，以此来对其加以完善与优化。

一、工业机器人概述

工业机器人主要包括检测传感装置、伺服驱动系统、控制器、操作机等，是一种可重复编程、自动控制、仿人操作并在三维空间中实现各种作业一体化发展的自动生产设备，适用于变批量、多品种的产品柔性化生产，其对产品更新换代、改善工作条件、提升产品生产质量与效率等有着积极的意义。而机器人技术则是综合了仿生学、人工智能、传感技术、信息技术、机构学、控制论、计算机等多种学科知识与技术而形成的高新技术，已经实现了在多个领域、多个专业的广泛应用。很多专业研究结构亦会以机器人应用情况来衡量一个国家的现代化、自动化水平，因工业机器人并非简单地替代人工劳动，其综合了人与机器的特长，即具备机械生产的自动化、规范化、精准化生产特征，又具备人对周边环境的快速反应能力、分析判断能力，能够持续在恶劣环境下保持高效的生产效率，是国家实现现代化必不可少的元素。

二、工业机器人在涤纶长丝生产中的应用途径

从以下数个方面来探讨与分析工业机器人在涤纶长丝生产中的应用：

1.工业机器人参数

选用何种型号的工业机器人，应根据工厂涤纶长丝生产需求出发，并考虑工厂未来阶段生产量的提升容量，为工业机器人的应用留出一定的性能空间。通常情况下，会选择如下所示的工业机器人参数：手腕持重：175kg；最大臂展半径：2.55m；轴数：6；防护等级：IP67；安装方式：选择立式地面安装；位置重复精度：0.07mm；每次抓取质量：15×3个；每月总抓取质量：1250t左右。亦可根据工厂的实际情况来选择并设定对应的参数，以满足其最大使用要求为标准^[1]。

2.自动落筒

自动落筒主要包括机器人、旋转丝车站台、三轴三层升降暂存台、三轴自动落筒机、三轴自动转运车等设备构成。其基本工作流程如下所示：

（1）自动落筒机按照卷绕机传递满卷落筒信号进程中的先后顺序，从卷绕头操作面接丝饼；所有的自动落筒机上皆配备数根承接轴，在卷绕机满卷之后发出落筒请求，此时自动落筒机会直接到达指定位置并将其中一根承接轴与卷绕机卡盘轴对接；其后自动落筒机平

移机构开始动作，移出装载了承接轴的平台，缓缓靠近卷绕机卡盘轴，卷绕机松筒并推出丝饼，使其正好掉落到自动落筒机承接轴位置，自动落筒机承接轴平台在接收到所有的丝饼之后复位，完成整体流程的交接。若是仍有卷绕机未满卷作业，会由对应的自动落筒机输送丝饼到对应的升降平台暂存；如果有其他卷绕机已经满卷且自动落筒机仍有未利用的承接轴时，该流程中的自动落筒机会按照指令转移到指令机位完成落筒作业，其后再输送丝饼到对应的升降平台暂存^[2]。

（2）所有的升降暂存台皆可设置为三层，每层设置三个卡盘轴，自动落筒机按照丝饼品种，运送丝饼到不同的层，但要保证每层只能保存一种类型的丝饼；每条线设置两个升降暂存台，可保存六种丝饼，在某个升降台暂存轴存满三个种类的丝饼之后，自动转运小车会自动启动，将三根暂存轴上同一品种的丝饼接出，由机器人完成装车；自动转运车一次只能推出一个轴上的三个丝饼，机器人在取下丝饼之后存放在旋转丝车台丝车挂架上；在一侧装完之后，旋转丝车台自动旋转，让机器人可装填另一侧的丝饼，直到装满所有的丝饼为止；在完成装车后，旋转丝车台回到初始位置，将丝车释放^[3]。亦可根据实际情况来增删升降暂存台层数、卡盘轴数等。

3.自动运输

在自动落筒机落完丝后，会将丝自动运输至暂存车上，再由穿梭车取到置于暂存车上的丝饼，运输到丝架暂存车上，由丝架暂存车运送丝饼到挂丝架，借助预设的轨道运输丝到对应的立体数据库处。

4.自动入库出库

在立体数据库入口位置配备集装箱，借助轨道运送丝到立体数据库，通过堆垛机运送集装箱到对应的程序地址，最后完成入库操作。相关管理人员会综合库存量、包装要求下达包装产量指令，借助数据库本身的计算功能，得到对应的结果，再由堆垛机取出集装箱；最后以轨道来运送集装箱到工业机器人处进行转运。

5.自动铲板、自动组件上机

目前，铲板机器人、组件上机机器人处于半自动发展阶段，仍需人工辅助操作。但目前的半自动铲板机器人、半自动组件上机机器人已可确保出色的丝线质量、高效率和优化的设备管理。传统的铲板、组件上机过程是一件令人汗流浃背的工作，通过自动化，纺丝制造商不仅可以提高满卷率并降低断头率，还最大程度地减少了纺丝单元的人工，且产生的废丝更少，从而响应和支持EHS（环境–健康–安全）管理倡议。

6.自动包装

通过转运机器人将集装箱以上的丝运输到单盘回路固定架上面，在传送时还需借助全自动套袋机器来进行产品套袋，再以全自动包装机器人按照程序来进行辅料与丝饼的抓取以及摆放；而全自动辅料机器人则是安排辅料完成自动摆放；最后阶段，包装箱会借助全自动打印机、缠绕机、打包机完成后续的打包→缠绕→标签粘贴等系列包装作业^[4]。

三、工业机器人在涤纶长丝生产中的应用发展趋势

基于产品生产的固有需求，工业机器人正朝着系统化、模块化、智能化方向发展，而在涤纶长丝生产中的应用发展趋势，主要包括以下数点：

1.性能持续提升

工业机器人在涤纶长丝生产中，朝着高可靠性、高精度、高速度、易维修、易操作等方向发展，且在长丝单线纺位数以及产量持续提升进程中，对工业机器人的可靠性、运行速度等有了更高的要求，这亦是促进工业机器人未来发展的关键因素。

2.模块化发展

工业机器人机械结构朝着模块化方向发展，是其长远发展进程中的必经阶段，而根据模块化的特征与需求，未来会出现诸如自动检验机器人、自动生头机器人、自动组件上机机器人、自动组件组装机器人、自动铲板机器人等，这些工业机器人在持续的完善与优化进程中，将会逐渐取代外检工、卷绕工、泵板工、纺丝工的职位特性，并具备更高效率的生产作业性能，利于工厂生产效率的大幅度提升。

3.传感器性能优化

传感器在工业机器人中的作用将会更加重要，除了传统形式的速度、加速度、位置等传感器之外，还会出现关于触觉、声觉、视觉等传感器，并会出现具备各种传感器性能的综合传感技术，其可准确判断长丝产品的外观、颜色等，第一时间发现其可能存在的色泽差、外观破损等，并替代相关检查人员的职位，具备较好的发展前景。

结语：综述，文章就工业机器人在涤纶长丝生产中的应用进行了探索与论述，强调了其对于涤纶长丝生产的促进作用，建议企业生产管理人员对其加以重视，探索各种工业机器人在涤纶长丝生产中应用的可能性，并实现工业机器人与各项生产管理的有效结合，以此来提升涤纶长丝生产质量与效率，维护其稳定发展。

参考文献：

[1]周先何,吴维光,方千瑞等.全自动机器人在涤纶长丝生产中的应用[J].合成纤维,2019, (8):4.

[2]沈富强,刘艳丽,朱伟锴等.涤纶长丝自动化输送包装线及其信息化流程[J].合成纤维, 2018,(2):7.

[3]畅攀人,王勇,汪灵瑶等.智能外检系统在涤纶长丝自动包装线中的应用[J].制造业自动化,2019,(4):4.

[4]路文纪,邹鲲,舒畅.化纤长丝生产线天轨机器人快速定位控制设计[J].自动化仪表, 2018,(4):5.