工業機器人在壓縮機組裝生產線中的應用

肖清雄+阮雄鋒

摘 要：當前企業對生產品質的要求越來越高，傳統人工操作的生產線已經無法滿足生產需求，而由工業機器人構建的機械自動化壓縮機組裝生產線可實現高品質、高效率、高度自動化生產。工業機器人不僅具有較高的安全生產性能，同時能夠應用到各個產線靈活性強、便捷性高，從而從總體上降低了工業生產成本。

關鍵詞：工業機器人；壓縮機；生產線；工業應用

中圖分類號：TP242 文獻標志碼：A

隨著我國經濟的不斷發展，人們對工業產品的質量要求越來越高、品控管理越來越嚴格，傳統的人工生產線無法實現高品質、高效率的自動化生產。因此，基于工業機器人構建壓縮機組裝自動化生產線進行工業生產，不僅能夠提高產品生產產量、提高設備生產效率，更能提升產品的整體質量，降低企業生產成本。采用工業機器人構建壓縮機組裝自動化生產線，充分符合工業自動化生產技術的發展趨勢。

1 工業機器人結構與特點

工業機器人是指應用于工業生產領域的擁有多個機械關節、多自由度的自動化生產機械。工業機器人通過預設的自動控制程序，驅動相應動力設備執行自動化生產任務。工業機器人一般通過遙控連桿機構與數控機床相連接，由生產線相應工作人員對其進行生產前的程序設定。壓縮機組裝生產線中使用的工業機器人具有高度的自動化特性，通過相關感應系統結合驅動控制系統完成生產作業，極大程度地節省了生產成本。

工業機器人主要由主體機座、驅動執行系統、自動控制系統構成，其中主體機座能夠在指定的范圍內完成對生產材料的抓取以及其他操作，驅動執行系統一般由具有3～6個自由度的機械臂和傳動機構組成，控制系統則主要對工業機器人需要執行的動作進行控制，通過預設的驅動程序實現對機械臂的控制。壓縮機組裝生產線的工業機器人結構圖，如圖1所示。

2 工業機器人在壓縮機組裝生產線中的應用

在現代工業生產過程中，采用工業機器人代替人工操作生產線的方式進行生產將消除人工生產過程中的安全隱患，減少重復率高的人工操作，提升生產線整體生產效率。壓縮機組裝生產線中采用工業機器人進行生產，該生產線的控制系統將對生產設備進行控制并通過控制相應組裝設備實現對壓縮機的生產。生產設備控制系統主要是根據該生產線的實際生產過程開發的工業機器人控制專用功能模塊，該模塊的使用將提高壓縮機自動化生產的整體效率并降低工業生產的成本。同時，該工業機器人生產線還能針對不同生產設備進行自動化改造，通過升級控制功能模塊實現其他的生產操作，生產其他型號產品，充分體現工業機器人的高柔性。該泵體生產線主要完成曲軸、活塞、上缸蓋、下缸蓋、氣缸、消音器和轉子的組裝裝配過程，最后進行轉子熱套，其泵體生產工藝流程如圖2所示。

2.1 壓縮機組裝生產線機器人系統的設計

壓縮機組裝生產過程中，生產操作流程具有較高的復雜性以及一定的危險性，而采用工業機器人構建壓縮機組裝生產線將消除人工生產過程中的安全隱患，減少重復率高的人工操作，提升工業生產的整體效率。工業機器人構建的壓縮機組裝生產線主要由送料系統、輸送系統、組裝工業機器人等系統組成。同時，基于現場總線技術構建現場設備之間的信號連接，配置相應的網絡實現對工業機器人的控制連接，構建監控網絡對現場設備進行實時監控。最終構建的集散控制系統能夠實現對設備的分散控制集中管理的功能，在有效控制工業機器人進行工業生產的同時能夠實時監控生產數據，保證生產過程的安全、穩定、高效。

2.2 機器人組裝系統組成結構

工業機器人構建的該生產線主要由送料系統、輸送系統、壓力機等組成，工業機器人能夠保證送料系統的安全高效運行，通過走帶電機以及自動送料機對需要生產的物料進行輸送，隨后工業機器人將物料進行拼接并對相關部件進行組裝，保證組裝過程的精度和規范，確保生產線高效穩定地進行自動化生產。

2.3 控制系統

工業機器人構建的該生產線必須配置相應的生產控制系統。生產控制系統作為自動化生產線的核心，有著極其重要的作用，它將直接引導工業機器人執行生產任務，其系統的性能將直接關系生產線的實際生產品質。在該生產線生產過程中，先進可靠的控制系統能夠充分發揮工業機器人的性能，提升工業機器人執行生產任務的精度。生產控制系統的主要工作是執行生產任務，并對成品進行輸送調度，是對整個生產過程進行調度、監控、管理的核心，通過配置相應的數據管理層以及設備層構建生產控制系統。

2.4 安全系統

工業機器人構建的該生產線還需要安全系統以保證工業生產的安全進行。安全系統一般配置相應的硬件，并結合監控軟件，構建冗余的系統結構，實現對生產線的安全保護。根據相應的標準設計安全系統，可幫助機器設計師在機器設計生產的過程中就可以識別風險，從而降低此類事故發生的機率，此安全系統依據ISO 13849-1-2015機械安全設計標準。

硬件方面主要采用安全柵并配合聯鎖的方式進行配置，通過相應的聲光報警器進行報警，提前進行故障預警，確保生產過程中的安全。軟件方面則通過布置現場總線的方式實現監控軟件的數據傳輸，結合帶屏蔽功能的高效傳輸數據線路對生產現場進行實時監控，提前進行故障判斷并進行相應的安全處理，給維修人員提供準確的現場資料，保障生產線的安全運行。

結論

工業機器人在自動化生產線中的應用，大幅度減少了人工的操作，在提升生產效率的同時減少了生產人員的重復工作，在現代化工業生產制造中具有不可或缺的地位。工業機器人的應用提升了工業生產的自動化程度，但我國工業機器人發展較為緩慢，生產過程中的安全防護意識也較為薄弱，在設計工業機器人自動化生產線時應該注重在保障現場工作人員安全的前提下，提升生產效率和品質，降低生產成本，創造更多的經濟價值。因此，工業機器人的應用研究具有極高的工程應用價值。

參考文獻

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