機器人在空調壓縮機裝配中的應用研究

尹舉凌

（廣東美的暖通設備有限公司 528311）

機器人在空調壓縮機裝配中的應用研究

尹舉凌

（廣東美的暖通設備有限公司 528311）

現階段，我國絕大多數空調企業在進行空調壓縮機裝配的過程中，主要運用的都是吊機搬運方式，實際操作的工序比較復雜，需要安排專人操作吊機，勞動強度大，浪費人力，而且搬運的質量與效率都很難保證，因此，需要找到一種自動化程度較高的方式，“機器換人”便是當前主流的發展趨勢。本文便以當前空調壓縮機上線裝配過程中的難點為研究基點，分析機器人在壓縮機裝配過程中難點的解決方案，并簡要介紹機器人主要的應用控制思路。

機器人；空調壓縮機；裝配；應用

前言

隨著我國經濟建設的不斷發展，企業在發展過程中不僅要重視生產效率，還需要重視生產質量?，F階段，很多空調企業在搬運空調壓縮機時，仍然運用人工方式，不僅耗費人力與物力，而且很難保證裝配質量。加之在市場經濟條件下，企業運行的成本越來越高，“用工荒”的出現也進一步提升了企業成本，在這種條件下，企業更加需要尋找新的發展出路，運用先進的技術保證自身的可持續發展，“機器換人”已經成為當前的主要發展趨勢。在進行空調壓縮機裝配工作的過程中，運用機械手來代替傳統的人工加吊機的工作方式，以提升工作效率，節約操作成本。

1 當前壓縮機裝配過程中的難點

雖然“機器換人”是現階段空調企業在壓縮機裝配過程中的主要發展趨勢，但在實際實施的過程中，仍然存在以下難點，具體表現在以下幾個方面：

（1）空調壓縮機上存在四個安裝孔位，用于固定在空調底盤上面的，傳統的方式是人工將壓縮機用吊機吊起后，人工對準空調底盤的螺栓柱和壓縮機的安裝孔位。再將壓縮機裝配好。所以，在運用機器人進行裝配的過程中，需要對機器人的操作精度嚴格要求，一旦四個安裝孔位沒有完全對準，就很容壓壞底盤，造成企業損失，提升操作成本[1]。

（2）在實際安裝過程中，一些空調需要安裝兩臺或兩臺以上壓縮機，在運用人工方法進行安裝時，工人會根據實際情況來確定壓縮機的安裝位置，以保證壓縮機位置的合理性。因此，在運用機器人進行相關操作時，也需要機器人能夠自動對壓縮機的安裝位置進行合理判斷，保證準確到位。

（3）由于在實際生產過程中，空調機型不止一種，每一條生產線上都會有多種機型，在運用人工方法進行裝配時，工人能夠實際位置進行自行調整。而運用機器人進行裝配時，則所有機型都需要保存一種上線程序，以確保堆垛質量。

（4）在對空調壓縮機進行裝配時，包裝木架普遍位置偏差較大，運用人工方式可以根據實際情況進行調整，而運用機器人，則需要設備具有較高的到位要求。

2 機器人應用過程中的解決方案

根據上述機器人在裝配過程中的操作難點，本文主要提出以下幾個方面的解決方案：

（1）在使用機器人進行空調壓縮機裝配時，需要搭配使用視覺識別系統，在進行壓縮機裝配的過程中，先使用高清照相機對空調底盤上面螺栓柱的位置進行拍照定位，對壓縮機的實際位置和設定位置的偏差進行修正，以保證機器人在裝配過程中的操作準確度。

（2）在實際裝配過程中，需要機器人具有對空調底盤圖紙的保存功能，這項功能可以幫助機器人在裝配時以第一次的確定位置為基礎，自動找尋與判斷后面壓縮機的位置，從而確?？照{壓縮機的堆垛位置的準確性[2]。

（3）針對一條空調壓縮機生產線上機型較多的實際問題，機器人需要針對不同的壓縮機機型，制作有針對性的操作模板，并將每一種線上程序都保存在機器人的相應操作程序中，從而有針對性的對不同壓縮機機型的不同操作，確保裝配質量。

（4）與機器人搭配使用的視覺識別系統，不僅可以實現對設定位置偏移量的修正，還能夠幫助機器人根據實際情況調整包裝木架的偏差位置，從而提升壓縮機的裝配效率。

3 機器人裝配壓縮機主要應用控制思路

（1）機器人將帶有視覺識別系統的夾具移動到存放壓縮機的地臺板上面，視覺識別系統拍照定位壓縮機，機器人內部程序根據壓縮機和夾具的實際位置，自動進行偏差補償，調整夾具的位置，然后機器人夾取壓縮機。

（2）夾取壓縮機的機器人移動到空調底盤上方，視覺識別系統拍照定位空調底盤的螺栓柱，和第一次拍照的壓縮機孔位進行偏差補償，再調整實際位置，然后將壓縮機準確的安裝到底盤上面。

（3）機器人再移動夾取第二臺壓縮機，第二臺壓縮機要在第一臺壓縮機實際位置的基礎上增加兩臺壓縮機中間的間距作為偏移量。

（4）機器人將第二臺壓縮機裝配在空調底盤上，根據機器人保存的空調底盤圖紙，將兩臺壓縮機的相對位置加到第一臺壓縮機的實際位置加上，即為第二臺壓縮機要安裝的位置。

按此方式，機器人依次將一臺空調所用到的壓縮機全部裝配到底盤上，等待信號執行下一個循環。

為了實現上述要求，機器人需要有6個自由度，每個自由度都通過伺服電機以及配套的伺服控制器實現。機器人還需要安裝專門訂制的壓縮機夾具。夾具采用氣缸夾具的方式夾具，同時，夾具和壓縮機接觸的位置要墊軟膠皮，防止夾取的時候損壞壓縮機。

4 結論

綜上所述，在技術與市場的要求下“機器換人”已經成為當前企業發展的主流，將機器人運用到空調壓縮機裝配工作中，不僅能夠在很大程度上節約人力與物力，節約企業成本，還能夠簡化企業管理，使企業的生產效率得到有效提升，促進空調生產企業的自動化轉型，具有很大的應用前景。

[1]劉文波，遠桂方.基于油田管類產品堆垛機器人結構設計和強度分析[J].機械工程師，2014，11：8～10.

[2]陳東青.基于PLC與觸摸屏的碼垛工業機器人操作系統設計[J].包裝工程，2014，23：84～88.

TP242

A

1004-7344（2016）02-0274-01

2015-12-28

尹舉凌（1985-），男，漢族，山西朔州人，設備管理工程師，大學本科，2009年畢業于鄭州大學，自動化專業，研究方向為機械類。