工業(yè)機器人生產應用的過去、現(xiàn)在和未來

鴻富晉精密工業(yè)（太原）有限公司 程曉蒙

工業(yè)機器人在目前的生產應用過程中，為替代人工作業(yè)，執(zhí)行了兩種功能性的動作，其一是為代替人工從事簡單而重復性的取放料動作，簡稱輔助動作，該動作并沒有直接創(chuàng)造出生產價值，只是完成了物料的空間位置轉換；其二是全過程配合生產加工工藝的動作實現(xiàn)，簡稱工藝動作，該動作直接創(chuàng)造了生產價值。

在傳統(tǒng)的冷、熱加工工藝過程中，鑄造，鍛造，沖壓，熱處理，切削和銑削加工等過程中，工業(yè)機器人代替人工作業(yè)，完成工藝設備內的自動取放料，自動物流等工作。由于很多傳統(tǒng)加工工藝設備更多實現(xiàn)了數控加工，因此工業(yè)機器人只需要配合數控加工設備，代替人工完成自動開關門、自動取放料以及自動物流等輔助動作，以保證產品的加工連續(xù)性。熱加工工藝過程由于加工CT時間較短，因此機器人的取放料頻率較高；而在冷加工過程中，由于加工CT時間較長，機器人的取放料頻率較低。因此，冷加工的數控加工過程，更易實現(xiàn)一臺機器人對應多臺工業(yè)母機的，“機器人一拖N”式的柔性生產加工過程。

非傳統(tǒng)的加工過程如研磨、涂裝、激光加工和自動焊接等較惡劣的作業(yè)環(huán)境，以及在成品的檢測、組裝及包裝等勞動強度較高的生產過程中，工業(yè)機器人替代手工作業(yè)，在既定的工藝流程中，按固定的動作點位、節(jié)拍，實現(xiàn)快速、精準和精巧的動作，代替人工完成生產全過程工藝動作的實現(xiàn)。

在物流方面，AGV作為一種物流機器人，代替車間物流人員，很好地進行車間物料的傳遞、協(xié)調，按照精益生產管理規(guī)劃，在設定好的物流路徑上及時補充待加工物料，運走已加工物料。

然而，盲目地大量投入使用機器人是否能夠解決企業(yè)所面臨的人力短缺等問題呢?顯然不能。工業(yè)機器人的應用必須結合工廠的生產實際狀況，對其生產現(xiàn)狀、工藝制程、管理方式、生產物料的物流及狀態(tài)進行細致的調研分析，提出切實可行的生產應用方案。同時，必須優(yōu)化生產管理方式，優(yōu)化工藝制程，將生產管理、生產工藝與自動化（機器人）應用很好地結合起來，使三者相互聯(lián)系，相互促進，而絕不能只強調自動化（機器人）單方面的因素。

機器人的廣泛生產應用，主要基于以下幾個方面：機器人的動作效率高；重復動作定位精度好；機器人不知疲倦以及生產品質得到可靠保證。

工業(yè)機器人在生產運行中，通過對其質量、性能、功能和維護等多方面進行分析，存在如下問題：

現(xiàn)有的工業(yè)機器人遠遠不夠智能化，因此全部替代人工動作，以實現(xiàn)真正的無人化，目前是不現(xiàn)實的，機器人研發(fā)還需要不斷從邏輯判斷、智能分析和功能拓展等方面入手。

電子產品功能結構等方面越來越復雜，工業(yè)機器人必須相應快速制定出功能標準規(guī)范，以快速應對生產需求。

工業(yè)機器人目前主要由汽車產業(yè)引導，電子產業(yè)緊隨其后，其他行業(yè)在替代人工勞動強度、提高技術經濟效益等方面也同樣具有巨大的市場潛力，值得開展對各行業(yè)機器人應用的分析評估。

機器人的投入成本和運行維護費用目前仍然較高，限制了其在中小規(guī)模企業(yè)的大量應用。

機器人的生產應用要經過生產調研（工藝及管理）、規(guī)劃分析（物流布局）、I E評估（動作時間、技術經濟效益分析）、工裝設計開發(fā)、編程及調試、生產導入等若干個階段完成，并非放到生產線或設備旁就可以發(fā)揮其作用，需要進行機器人的二次投入，即機器人手爪，相關工裝夾具的設計開發(fā)等。因此，如何縮短機器人的二次投入時間，降低二次投入成本，是工業(yè)機器人快速生產應用時應當重點考慮的瓶頸問題。

阻礙機器人應用開發(fā)的不僅有其自身的因素，還有生產工藝、生產管理以及觀念的問題。在生產工藝開發(fā)、工裝設計、車間布局設計、物流規(guī)劃及生產管理等環(huán)節(jié)運行之初，就應當具備自動化 （機器人）的規(guī)劃意識，就應當樹立少人化、無人化的精益生產管理思想，以此來規(guī)劃生產。這樣，對于自動化 （機器人）的生產應用，以及生產過程才能實現(xiàn)雙贏。

如果說工業(yè)機器人在生產過程中發(fā)揮著關鍵點的作用的話，那么工廠自動化的建立就是充分利用機器人的點位優(yōu)勢，通過自動化設備、自動物流方式、生產系統(tǒng)信息化以及連接集成化等方式形成物料連續(xù)流動的面，再通過面形成立體交叉的工廠無人化生產規(guī)劃。因此，工廠自動化的整體規(guī)劃離不開機器人的生產應用；同時，機器人的規(guī)模效應也同樣離不開工廠自動化的整體規(guī)劃。工廠自動化的規(guī)劃發(fā)展，不僅帶動了機器人的技術前進，更重要的是推動了生產的整體技術和管理進步。