工業機器人在千普機械上的應用與研究

洪軍，宋曉東

(寧波千普機械制造有限公司，浙江 寧波 315100)

工業機器人在千普機械上的應用與研究

洪軍，宋曉東

(寧波千普機械制造有限公司，浙江 寧波 315100)

主要闡述了工業機器人在生產剎車片機器上的應用，使粉塵對操作人員危害降為0；以及機器人在生產金屬鑲件制品注射機和橡膠墊帶制品平板硫化機上的應用。

工業機器人；剎車片；粉塵；金屬嵌件；減震器；橡膠；墊帶；硫化機

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執行工作，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。

隨著人口紅利的逐漸下降，企業用工成本不斷上漲，工業機器人正逐步走進公眾的視野，給國民經濟各產業帶來了重大的理念改革和發展機遇；同時在國家政策導向——中國制造2025支持下，工業機器人在制造業的配套軟硬件和集成系統日新月異，企業使用成本下降，投資回報率前景看好。

工業機器人在中國硫化機行業的應用，目前正處于井噴的狀態。其不僅僅體現在集成化和規模化的輪胎硫化機械的應用中，同時在各種定制異形硫化機的專屬應用中也發展十分迅猛。

千普機械自2013年，開始在硫化機上進行工業機器人的理論應用方向的設計研究，并在2015年中開始與企業洽談項目合作意向，同時在三個系列機型中，進行工業機器人在硫化機上應用規劃，截止2016年初，項目已處于實施階段。

1 工業機器人在生產剎車片機器上的應用研究

剎車片是汽車上關鍵的安全零件，一般由鋼板、粘接隔熱層和摩擦塊構成。剎車片成型工藝中，最關鍵的是，使用熱壓成型機通過熱量和壓力，將調配好的剎車片粉料固化黏結在涂膠后的鋼板上，使其的摩擦及熱衰退穩定，滿足使用性能的要求。在剎車片熱壓成型這道工藝上，國內生產剎車片的廠商現在普遍采用的是人工裝填鋼板加粉料至熱壓成型機的模腔內，一般其車間粉塵污染嚴重，為防止粉塵對生產員工的身體造成傷害，防護要求高，大批量生產效率低下。

國內外一些先進的剎車片制造商，在自動化生產研究和應用方面處于領先階段，使用工業機器人目前已經成為中國剎車片行業勢在必行的階段。剎車片的熱壓成型工藝過程中，使用工業機器人、熱壓成型機組（4～8臺熱壓成型機）、粉料計量裝填系統、鋼板配送及剎車片轉用系統和控制系統，在一個密閉的空間進行剎車片的熱壓成型生產，其可以有效解決粉塵污染、人工計量加裝粉料造成質量的不穩定性等問題。

千普機械自行研發的剎車片熱成型車間（圖1），只需1人操作，可替代原需4人協作的班組，此班組包括3人控制6臺熱壓成型機，1人進行粉料的配料計重。勞動強度降低，可不間斷持續24 h生產。粉塵對人體危害基本為零，通過安置在密閉車間頂部的吸塵及濾塵裝置，對接工廠排風系統，進行無污染排放。機器人帶監測集成攝像頭，利用監視平臺可控操作。隨著工業機器人在中國內地的普及和規模應用，工業機器人生產銷售廠家的應用技術相對成熟，配套的控制系統規范，而且工業機器人成本也逐年降低，國產常規機器人已接近江浙工廠工人一年的年薪左右。

圖1 剎車片熱成型車間示意圖

2 工業機器人在生產金屬鑲件制品注射機上的應用研究

千普機械出品的橡膠注射成型機，注射量大，注射壓力高，特別適合帶金屬鑲件的產品生產，在汽車傳動領域和減震支撐領域的產品生產具有一定的優勢。

金屬鑲件制品，以金屬機體為支撐，功能部分為硫化成型橡膠，典型的產品有柔性齒輪和減震器等。其在取放金屬嵌件和成品取出過程中，工業機器人替代人工具有明顯的性價比優勢。

金屬嵌件的橡膠制品對工業機器人的機械抓手受力不敏感，在金屬件可設計抓手著力點，避免抓取過程中損傷功能部分的橡膠。工業機器人的取產品的抓取力可根據產品的重量調節，特別是一些大型件和自重大的產品，是人工取產品無法實現的。工業機器人在取放金屬件到產品模腔的時候，安放位置精確，避免出現人工安放出現產品質量差異性。工業機器人可24 h連續工作，一般在設有機器人導軌的工作站，可同時操作2～8臺硫化成型機器，成本優勢明顯。

千普機械自行研發的減震器熱成型車間（圖2），只需一人操作，可替代原先五人協作班組，此班組包括3人控制6臺橡膠注射成型機，1人進行產品檢驗分揀和金屬嵌件檢驗分揀，1人進行橡膠原料的送裝。

圖2 減震器熱成型車間示意圖

3 工業機器人在生產橡膠墊帶制品平板硫化機上的研究

橡膠墊帶制品平板硫化機，具有多層模腔疊加生產硫化的特點。千普機械生產的橡膠墊帶制品平板硫化機，具有2～6層模腔安裝層。

工業機器人在橡膠墊帶制品的生產過程中，使用吸盤式氣墊抓手，可快速及時將制品抓離模腔，避免過度硫化，影響制品；同時使用了氣墊抓手，對制品的抓取損傷減少到基本可忽略。工業機器人取代人工取制品，在一些大型墊帶和實心輪胎使用中，勞動強度低，成本優勢明顯。

千普機械正在研制的工業機器人配套橡膠墊帶制品平板硫化機（圖3），可自動化生產，實現原料的抓放，產品的抓放。

圖3 工業機器人配套橡膠墊帶制品平板硫化機

4 結束語

工業機器人在硫化機上應用，使橡膠制品實現自動化生產，能以設備更新帶動技術創新、工藝創新和管理創新，改變過去依賴低成本勞動力的傳統發展模式。

2015年我們從兩個重要的國際展會——第15屆中國國際橡膠技術展和第17屆中國國際工業博覽會亦可以看到，配套橡膠機械領域的自動化和智能化設備供應廠家的日漸成熟，其方案在不斷學習吸收先進技術和軟硬件基礎上，目前已經能有效解決工業機器人在硫化機領域不同工況下的使用問題。

千普機械基于市場的需求，基于行業未來發展的需求，對工業機器人在硫化機上的應用規劃和研究，必然成為提升客戶核心競爭力的有力武器。

2015年我國丁苯橡膠主要生產廠家概況

2015年，我國丁苯橡膠的生產能力為195.7萬t，主要的生產廠家有中石化齊魯石油化工公司（生產能力為23.0萬t/年）、中石油吉林石油化工公司（生產能力為14.0萬t/年）、中石油蘭州石油化工公司（生產能力為15.5萬t/年）、江蘇南通申華化工公司（生產能力為18.0萬t/年）、揚子金浦橡膠有限公司（生產能力為10.0萬t/年）、浙江浙晨橡膠有限公司（生產能力為10.0萬t/年）、天津陸港石油橡膠有限公司（生產能力為10.0萬t/年）、福橡化工有限責任公司（生產能力為10.0萬t/年）、中國石油撫順石油化工公司（生產能力為20.0萬t/年）、中石油獨山子石油化工公司（生產能力為10.0萬t/年）、山東華懋新材料有限責任公司（生產能力為10.0萬t/年）以及浙江維泰橡膠有限公司（生產能力為10.0萬噸/年）等。

燕豐 供稿

2015年我國丁腈橡膠生產廠家概況

2015年，我國丁腈橡膠的總生產能力為25.7萬t，主要的生產廠家有中石油蘭州石油化工公司（生產能力為7.0萬t/年）、江蘇鎮江南帝化工公司（生產能力為6.0萬t/年）、浙江寧波順澤橡膠有限公司（生產能力為6.5萬t/年）、朗盛-臺灣合成橡膠（南通）化工公司（生產能力為3.0萬t/年）以及南京金浦英薩合成橡膠有限公司（生產能力為3.0萬t/年）等。

燕豐 供稿

Application and research of industrial robot equipped with the chap machinery

Hongjun，Song Xiaodong
(Ningbo Chap Machinery Manufacture Co., Ltd., Ningbo 315100, Zhejiang,China)

This paper discusses the application of industrial robots in the production of brake pad to reduced the dust harm to 0. Also discusses the application of industrial robots in metal insert parts injection machine and rubber mat goods curing press.

industrial robots; brake pads; dust; metal insert; shock absorber; rubber mat; press

TQ330.47

1009-797X(2016)09-0043-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.09.009

洪軍 （1965-），男，工程師，長期從事橡膠機械、注塑機的設計、研發工作。

2016-01-26