基于工業機器人的自動生產線組建技術研究

楊宇 劉海濤 劉引弟

摘 要：為了適應新的經濟形勢，強化行業自身的市場競爭能力，推動企業轉型，各個制造企業投入大量資源用于自動生產線的組建與升級，借機形成現代高效的生產模式。文章從自動生產線組建角度出發，以工業機器人作為切入點，全面分析工業機器人框架下自動生產線組建的相關技術方案，穩步構建起智能化生產流程。

關鍵詞：工業機器人；自動生產線；組建；技術應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.002

0 前言

為了降低企業在生產環節的成本壓力，縮短生產周期，減少額外的費用支出，控制成本投入，我國越來越多的制造型企業逐步摸索企業制生產方式的轉型。工業機器人作為一種新式生產工具，其在汽車等諸多制造業領域得到了廣泛的應用，并取得了較好的效果，為了進一步發揮工業機器人的生產優化，實現生產線的升級，文章在全面分析工業機器人組成、控制設計的基礎上，對工業機器人應用環境下自動生產線組建方案進行全面梳理，為后續相關技術活動的開展提供理論參考。

1 工業機器人組成分析

對工業機器人組成結構與特點的分析，有助于技術人員在思維層面形成系統全面的認知，明確工業機器人應用的重點難點，理順應用流程，為后續自動生產線的組建提供了必要的技術支持。

工業機器人結構相對簡單，主要由機器主體、驅動系統、控制系統等幾大部分組成，機器主體主要包括機座與執行結構，又涵蓋了臀部、腕部以及手臂等幾大部分，在一些特殊的使用場合，部分工業機器人加裝了行走結構。考慮到日常零部件加工的需要，工業機器人在靈活度方面做出了相應的規定，例如多數工業機器人其運動自由度大致有3-6個不等，其中機械腕部自由度為1-3個。整個機器人驅動系統包括動力裝置與傳動裝置，為機器主體提供足夠的動力，使得工業機器人能夠順利完成各項規定動作。控制器作為工業機器人的關鍵組成，在機器人運行環節扮演著重要角色，在接受相應的指令之中，由控制器進行相應命令的發布，驅動機器主體與動力裝置開展相應的工作，完成各項加工制造任務。

2 工業機器人控制分析

工業機器人由于自身的技術優勢，使其幾乎能夠滿足生產線各個環節的加工制造需求，實現了對各類加工制造任務的快速完成。考慮到制造流程的具有一定的特殊性，各個加工環節對于加工參數有著不同的要求，基于這種實際，在自動生產線組建環節，應當做好工業機器人的控制工作，形成系統化的控制方案。

（1）在制造業之中，由于材料的特殊性，為了滿足不同的加工需求，往往會采取焊接的方式，完成不同材料的拼接。工業機器人在焊接過程之中，應當采取必要的控制措施，使得工業機器人能夠滿足焊點數量、焊縫位置的具體要求，對焊接方式進行調整，并結合過往有益經驗，完成對焊縫、焊點的有效歸類，最終完成各項焊接操作。尤其在汽車加工制造領域，由于汽車主要結構需要多個步驟的焊接操作，并且焊接難度系數較大，為了保證焊接質量與效率，目前各大汽車制造廠普遍采取工業機器人的方式，通過對機器人的合理控制，確保各項焊接工作的順利開展。

（2）在進行工業機器人控制環節，技術人員需要進行相應得編程操作，現階段控制編程語言主要有兩種，一種為直接編程，另一種為工業機器人生產廠家提供的離線編程。在實際應用環節，工作人員在日常加工環節，可以使用生產廠家提供的離線編程，開展常規性工作，保證各項生產加工活動的順利開展。對于特殊的加工要求，則應當采用直接編程的方式，通過建模、位移計算等多種方式，合理規劃工業機器人的運動路徑以及加工動作，確保加工活動的準確性。

3 工業機器人下自動生產線組建方案

工業機器人下自動化生產線的組建，應當從實際出發，在分析工業機器人組成以及控制系統設計的基礎上，結合過往有益經驗，持續開展相關研究與探索工作，確保工業機器人自動生產線組建工作的順利開展，確保工業機器人的合理使用，推動生產自動化的順利完成。

對于工業機器人的控制，實現了獨立工業機器人的運行狀態的科學高效調整，在此基礎上，為了滿足大規模生產加工活動的需要，技術人員應當對自動生產線組建方案進行梳理，確保各個工業機器人的合理分工。在實際處理環節，技術人員可以根據實際的加工制造需求，在工業機器人內設置輸入模塊與輸出模塊，與外部設備相連，借助于這種方式，確保工業機器人能夠滿足不同加工制造訴求，進行合理的加工制造分工。例如ABB工業機器人在自動生產線組件環節，使用DSQC651模塊，通過合理設置輸入輸出端口，使得工業機器人能夠與PLC控制器有效銜接起來，發揮PLC控制器的協調作用，使得整個自動生產線更為流暢高效。

4 結語

工業機器人在制造業中的應用，對于提升制造業本身的加工能力、成本控制水平有著極大的裨益，在一定程度上推動了我國傳統制造業的升級。為了進一步發揮工業機器人的技術優勢，文章結合過往有益經驗，對自動生產線組建方案進行制定、完善，期望通過這種方式，強化工業機器人的服務能力，有效提升現階段制造業的生產效率，應對人力資源成本不斷上漲的局面，節約各類成本支出，進而在激烈的市場競爭之中獲得更多的優勢。

參考文獻：

[1]王富春.基于工業機器人的自動生產線組建技術研究[J].科技創新與應用，2015（02）.

[2]牛祥永.高職“工業機器人安裝與調試”課程開發和實踐[J].職業教育研究，2014（04）.

[3]周陸琪.中國工業機器人發展過程中的機遇與挑戰思考[J].智庫時代，2018（46）.

[4]寇明赟.工業機器人技術在高職教育領域的發展前景[J].山東工業技術，2019（01）.

[5]郭向東，寇曉晨，郭計虎.現代工業機器人造型設計[J].南方農機，2018（22）.

[6]黃偉.工業機器人技術的應用及發展[J].中國新技術新產品，2018

（01）.

[7]陳探.工業機器人技術的發展與應用綜述[J].內燃機與配件，2018

（01）.

[8]王輝.工業機器人發展及其對就業影響分析[J].時代農機， 2017（10）.

[9]左懷山.工業機器人技術及應用探討[J].數字通信世界，2017（10）.

[10]劉玉叢.工業機器人的研究現狀與發展趨勢[J].電子技術與軟件工程，2018（01）.

NJZY18276 基于云平臺的智能機器人生產線控制系統

作者簡介：楊宇（1984-），男，內蒙古呼和浩特人，碩士，講師，研究方向：嵌入式系統開發方向。