工業裝配機器人技術及其應用分析

姚金 馮靜 陳麗城 尤忍堂 張曉斐

【摘 要】最近這幾年我國的制造技術在不斷的發展并轉型，制造領域當中的智能化程度也在不斷的提升，這也使得生產的需求和生產力不斷提高。工業機器人是最近這幾年普遍應用到生產當中的一種新型技術，在應用的過程中可以有效提升整體的生產效益，降低了生產成本，它能夠確保企業經濟效益達到最大化。本文簡單對工業裝配機器人的技術進行相關的分析和研究，并研究工業裝配機器人的應用，以期待能夠為相關的工作領域提供科學的依據。

【關鍵詞】工業裝配機器人;技術研究;應用分析

0.引言

企業的裝配工作要花費大量的人力、物力和財力，這在某種程度上會加重企業的生產成本。還有數據研究表明，在工業產品進行生產的時候裝配的工作量大約占生產總量的50%以上，而且有很多場合的比例相對更高。電子類的工廠當中裝配工作量能超過80%，如果通過手工裝配，技術含量較低，而且動作重復還容易產生一定的失誤。所以隨著勞動力成本的提高，現代化制造業也在不斷的進行更新和換代，通過機器人進行工業的裝配開始越來越廣泛，特別是機器人的觸覺和視覺系統的完善，也使得很多精密儀器的工業裝配變得更加的可靠。所以在這種背景下分析工業機器人的裝配技術和相關應用則十分必要。

1.通工業機型進行工業裝配的優點

在進行工業裝配過程中，通過機器人進行裝配的優點眾多，其中最為突出的優點就是能夠提升裝配的工業效率，并保證裝備質量的穩定性，對很多簡單且重復的裝配任務都可以通過機器人來完成，提升了裝配的安全性和可靠性，可以有效降低錯誤的發生幾率。進行綜合性歸納可以看出，和人工裝配進行比較，通過機器人進行裝配能夠提升整體的生產效率，使得原來裝配的單一、枯燥和繁重的體力勞動改變成為機器作業的形式，大大的解放了生產力[1]。而且通過機器人進行工業裝配能夠具有較高的重復定位精度和裝配精度，這種裝配具有良好裝備質量和穩定性，因為機器人進行裝配的工作時間循環較短，工作節拍緊湊，所以其操作速度相對較快。為有效的對裝配的產品對象和節拍進行改善，只需要對末端執行裝置等少數硬件進行改善，調整控制軟件就能夠得以實現，因此具有良好的生產柔性。通過機器人裝配還能夠有效替代人工工時的危險環境下所產生的不良后果，對人工作業的條件能夠極大的加以改善。

2.工業裝備機器人的末端執行裝置分析

裝配機器人的末端執行裝置對裝配機器人而言是十分重要的機械部件，在這個過程中，其實現的工作效能相對較多，能夠進行相關工件的安裝或工具的掌握，同時也能夠將其作為一種可以移動的工具。在具體的常見裝配工作過程中，裝配的執行器存在吸附的，也存在有鉗夾的、專用的和組合的，需要根據具體的工作環境來進行確定和合理的選擇。

鉗夾的末端執行裝置是相關裝配機器人當中比較常用的一種裝置，一般通過采用氣動或者伺服電動作為驅動裝置，同時可以在避風的環境當中對傳感器進行控制，有效的實現了準確的抓握和控制等各項工作，還能實現對相關信號源的反應，這樣就能夠對于各個重量做出反饋，實現過濾的大小和反應的靈敏性。

吸附的沒得執行裝置主要分為替代鉗式的手抓夾取輕小部件，也可以吸附夾鉗式的手抓夾取不方便的零部件，這種末端裝置被廣泛的應用在一些輕小零部件的裝配和特殊的裝配場合當中[2]。

組合式的末端執行裝置是現如今相對較為流行的一端執行裝置，其能夠在大部分的裝配作業當中來進行工作，通過相關的組合來獲得單獨手抓優勢，這種末端執行裝置的靈活性較高，所以能夠應用于機器人需要相互配合的場合之下，工作的時候能夠提升時間的效率。

專用手抓的執行裝置屬于一種針對特殊場合裝配而設計的末端執行裝置，比如帶有磁力的末端執行裝置或者專門應用于對螺釘螺栓進行裝配的執行裝置。

3.工業裝配機器人的控制系統分析

工業裝配機器人具有較高的重復定位精度和較高的裝配精度，為有效的實現較高的生產效率就需要要求裝配機器人和其他機器人相比具有更高的速度和加速度。所以工作的過程中裝配機器人需要對精度進行準確的控制，控制系統可以使工業裝配機器人具有更高的速度。離線編程技術的應用可以有效的保證工業裝配機器人在仿真試驗程序當中實現復雜的運動軌跡，它能夠通過直線電機和相配套的高分辨率編碼器來進行驅動單元的構成，工作的過程中可以使得裝配機器人有比普通伺服電機裝配機器人更高等級的精度，還能夠降低工作的噪音[3]。

裝配機器人的控制系統要滿足的特性相對較多，首先必須要適應多種裝配作業，要設置人機對話的技術端，操作工作者能夠直接的通過指令符號代碼等對工業機器人進行功能性的轉換。還需要具備裝配機器人作業過程當中各種形式的外部信號源，使裝配機器人能夠對外部信號源進行反應，比如說關于觸覺和視覺的外部信號，這一步進行相關識別和判斷，并使機器人進行快速的反應，同時還需要通過較多的外部信號源進行交配通信和接口的互聯互換，這樣能夠確保各個系統都能夠協同的工作。

4.工業裝配機器人的感覺系統

為了確保工業裝配機器人能夠在工作環境之下完成復雜的裝配工作任務，就需要對工業裝配機器人配置各種傳感器來實現相關工作的可行性。機器人的傳感器可以分為內部傳感器和外部傳感器不同的種類，裝配機器人需要通過對外部傳感器的應用來實現各項工作，因此外部傳感器相當于裝配機器人的眼睛和觸覺等各個感覺器官，保證裝配機器人外部傳感器的靈敏性就十分重要。

所以裝配機器人的感覺系統需要滿足的特點較多，首先是必須具備有較長的使用壽命和較高的應用精度，除此以外還需要具備有較高的靈敏性，保證能夠在復雜的工作環境之下具有抗干擾的能力。應保證裝配機器人的感覺系統具有良好的可靠性和穩定性，同時又要確保其質量較輕，價格便宜，能夠批量生產，裝配機器人的傳感器要融合新型的技術，只有這樣才能夠促進與時俱進。

5.結語

綜上所述，本文簡單的分析工業裝配機器人的技術和相關的應用。隨著現如今工業化水平的不斷提升，將裝配機器人應用到工業生產當中的價值不言而喻，它能夠促進工業生產力的提升，對提升經濟效益發揮重要的作用。

參考文獻：

[1]李儒瓊.工業裝配機器人技術及其應用研究[J].湖北農機化，2019（20）：150-151.

[2]王超.工業機器人技術及其典型應用分析[J].現代制造技術與裝備，2017（11）：110-111.

[3]譚景春.工業機器人技術及其典型應用分析[J].內燃機與配件，2017（14）：115-116.

基金項目：

梧州市科技局2019年科技項目（201902039）;梧州高新區、梧州學院產學研2019年立項項目（20190007）;梧州學院2017年校級科研項目（2017B003）.

（作者單位：廣西梧州學院機械與材料工程學院）