工业机器人在机械制造中的应用

工业机器人在机械制造中的应用

汪子辰

安徽科技贸易学校（安徽粮食经济技师学院），安徽 蚌埠 233080

摘要:工业机器人的出现为自动化、机械化、智能化的生产制造提供了可能，在优化生产制造作业条件、提高作业效率的同时，还促进了生产制造业的稳定进步，利于我国生产能力的整体增强和生产水平的进一步提升。基于此，本文简要分析工业机器人概述和6种机器人在机械制造中的应用。

关键词:工业机器人；机械制造；搬运机器人

在经济和科技建设日新月异的同时，工业机器人逐渐由开始的手动操作过渡至半自动化操作，直至当下的全自动化操作。纵观工业机器人发展趋势，无一不是朝着更高级方向进步发展，将其应用于机械制作中有着较高的可行性，与生产制造需求适配度较高，在为生产制造创造安全高效作业条件的同时，还可以提高人力资源利用价值，提高企业经济收益[1]。

一 工业机器人概述

工业机器人是指依据能源动力或预先编设的程序，由多个机械手有序规律地完成工作生产作业的机器。工业机器人知识体系庞杂，涵盖电子工程、计算机等数个领域学科，且集作业精确度高、性能佳、作业空间大等多重优势于一身，工作制造应用价值显著。

二 工业机器人在机械制造中的应用

（一）冲压机器人

冲压机器人在汽车、家电等制造业中被广泛运用，常与冲压设备联合使用，除了可以构成多机冲压自动线使用外，还可以组成单机自动冲压机进行工业制造。例如济南第二机床厂在工业生产中利用全自动落板冲压生产线；美国克莱斯勒公司利用自动线进行汽车的生产制造，该自动线就是有压力机和上下料工业机器人联合组建，以汽车制造作业实际工作内容配置恰当数量的工业机器人和压力机，自动化的生产制造极大地减轻了人工作业量，提高了生产制造效率[2]。

（二）压铸型机器人

压铸型机器人多数情况下被用于汽车零部件的制造生产，作业期间一个工人即可负责多个机器人性能状态和工作情况的观察调控，在节约人力成本的同时，还利于人力资源利用最优化。现阶段我国使用的热模锻和辊锻机器人是由北京机床厂基于对引进的德国产锻造机器人的研究分析所制造的，且已经实现国产化[3]。为了提高压铸行业生产效率和作业质量，相关研究人员研制出了专用于压铸生产制造的ABB压铸机器人，在严格按照使用说明书规范科学使用的情况下，其常规使用寿命可达10年之久，甚至是20年，且机器人运行所需油漆也是针对压铸行业实际作业情况而制造的，机器人应用可行性极高，作业效果令人满意。

（三）装卸机器人

装卸机器人在机床工件装卸方面的应用不仅可以加快作业速度，还可以避免装卸作业人为因素所致的危险事件出现，很好地改善了作业环境。例如法国卡特比拉工厂就是利用装卸机器人开展车床工件装卸作业，且两台车床的工件装卸仅需一台机器人即可做到同步完成，装卸机器人的构件主体是两个抓手，操作便捷灵活，配备一个工人便可对整套生产设备进行管理把控，在发挥机器人装卸作业价值的同时，人力资源利用率得以提高。

（四）焊接机器人

焊接作业是钢铁嫁接、建筑工程、汽车制造等生产制造业各项作业的重中之重，关系着最终成品质量，影响着企业实际经济效益。然而焊接的作业环境较差，长期从事焊接作业的工人不仅仅会出现眼睛和皮肤的损伤，还可能会因焊接时所产生的有毒气体和粉尘伤及呼吸系统，同时还需面临可能出现的危险事故，如焊接火花可导致燃烧爆炸；焊接火焰可导致烧伤、烫伤；焊接设备所用电力能源可导致触电事故，等等[4]。此外随着出生人口的减少、老龄化进程的加快，我国人口红利优势不再明显，但特殊工种对焊接精细度和成品质量的要求愈发严格，对高技能焊接工人的需求愈发强烈，焊接人才市场需求量较大，在此背景下焊接机器人在机械制造中的运用可以在一定程度上缓解人才紧缺局面，同时还可以满足焊接作业的高标准、严要求。焊接机器人的构成主要有三个部分，一是驱动装置，二是控制系统，三是主体构成，以其具体的功能和作用为据，可将其分成弧焊和点焊两类，分别应用于相应的场合，以提高焊接作业水平。多关节焊接机器人可以依据焊接作业需求进行任意调节，以确保作业姿态或焊枪角符合作业需求，利于作业操作，故该机器人在焊接作业中得以大规模应用[5]。在汽车制造焊接作业中使用焊接机器人，在达到车身精密制造、柔性制造目标的同时，焊接机器人得以快速发展进步。

（五）喷涂机器人

喷涂机器人在仪表壳体、电器等制造业中有着重要的作用和意义，且随着科学技术的不断进步，机器人制作工艺的成熟完善，喷涂机器人逐渐向船舶保护、陶瓷制品等制造行业拓展，对相关制造业生产条件的改善和作业自动化程度的提升极为有利。另外，喷涂机器人的使用途径较为广泛，实际生产制造适应性较高，除了可以单机喷涂外，还可以通过多机喷涂进行生产制造，同时还可以根据生产需求配置自动喷涂生产线，以最大限度地满足生产需求[6]。比如第二汽车制造厂在生产制造东风系列汽车过程中，通过多种混流机器人对所生产的汽车进行自动化喷涂，对生产企业经济效益的提高具有显著促进作用。

（六）搬运机器人

搬运机器人除了可以运行系统预先编制的指令外，还可以执行管理人员下达的指挥程序，常见于物流运输、货物搬运等方面。搬运机器人最早出现于20世纪60年代，当时约10万台机器人负责大中型重物搬运作业，且其搬运效果赢得了众多业内人员和用户的一致好评。在搬运机器人技术愈发成熟先进的当下，机械制造、电子工业等领域搬运机器人的应用越发频繁、广泛。环保、石油等化工行业的诸多作业环节均具有较高的危险性，即使作业工人严格贯彻各项标准规范，也无法做到危险隐患的彻底杜绝，工人生命健康安全受到威胁。所以在结合化工行业实际作业内容的基础上应用搬运机器人，既可以减少人力成本支出，又可以保障既定生产目标的实现，同时还可以在很大程度上提高作业安全性，推动化工生产作业安全顺利推进[7]。当下负载能力最高的搬运机器人可搬运重达1300kg的重物，并完成垂直范围5m内的搬运作业；我国现阶段应用于实际生产的搬运机器人以Delta机械手等并联机器人为主，作业精度可达±0.1mm，作业时可按照要求对物品进行任意角度摆放。

三 总结

综上所述，随着工业强国战略的提出，社会各界愈发关注生产制造业作业能力的提升，加上日益激烈的市场竞争环境，制造业实现生产制造自动化尤为迫切。工业机器人在制造业的应用可以显著提高生产制造稳定性和作业安全性，特别是高智能机器人的使用极大地优化了制造作业流程，提高了生产制造自动化程度。

参考文献:

[1]裴艳虎,刘志峰,许静静等.面向操作可靠性提升的复合工业机器人运动规划[J].制造技术与机床,2022,(03):49-54.

[2]胡飞,邹修敏,高朝祥等.OPC UA信息模型在工业机器人监测系统中的应用研究[J].机床与液压,2023,51(01):107-114.

[3]庄志鑫.工业机器人上料工艺与数控车床制造技术的综合应用[J].南方农机,2023,54(07):153-155.

[4]赵吉虎,杨小梅.机械制造中智能机器人数控技术的运用分析[J].中国科技期刊数据库 工业A,2023(9):0174-0177.

[5]韩青江.工业机器人应用与就业结构变迁——效应与机制[J].工业技术经济,2022,41(07):50-58.

[6]李洋,齐晓震,马勇等.工业机器人在汽车行业机械加工中的应用前景分析[J].时代汽车,2023,(10):25-27.

[7]游名扬,庄鑫,刘晴.工业机器人现场编程及视觉效验技术在生产线中的应用[J].中国科技期刊数据库 工业A,2022(8):0227-0230.