自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線的應(yīng)用與優(yōu)化分析

盛偉杰

摘要：本文將基于自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化技術(shù)，提出相應(yīng)的自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化策略，提高機(jī)械制造焊接自動化水平的同時，降低機(jī)械制造領(lǐng)域中人力成本需求，提高焊接生產(chǎn)率，提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù) 焊接機(jī)器人 焊接生產(chǎn)線 生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化

前言：機(jī)械制造自動化作為機(jī)械制造領(lǐng)域未來必然的發(fā)展途徑，其不僅可以提高機(jī)械制造效率和質(zhì)量，還能夠降低機(jī)械制造過程中的人力成本和資源需求，降低機(jī)械制造成本的同時，滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實際要求。機(jī)械焊接作為機(jī)械制造領(lǐng)域的重要組成內(nèi)容，其自動化發(fā)展也會推動機(jī)械制造領(lǐng)域自動化水平。因此，以自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線的應(yīng)用為研究對象，進(jìn)而提出相應(yīng)的優(yōu)化策略，其無論是對于機(jī)械制造自動化發(fā)展，還是對于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實，均有著一定的促進(jìn)作用。

一、自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，如今機(jī)械制造領(lǐng)域中焊接技術(shù)也在實現(xiàn)自動化化發(fā)展，其中自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線作為焊接自動化發(fā)展的重要途徑，其已經(jīng)在諸多行業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，如汽車制造行業(yè)。然而結(jié)合實際情況來看，自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線在應(yīng)用過程中仍然存在著諸多不足[1]。

自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線中的焊接生產(chǎn)線和質(zhì)量檢驗工序通常與焊接質(zhì)量檢驗同時展開的，即自動化焊接機(jī)器人在焊接機(jī)械制造產(chǎn)品后，檢測人員和操作人員則會負(fù)責(zé)機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗以及產(chǎn)品裝箱等工作。但在生產(chǎn)線加工過程中，若是生產(chǎn)線中對操作人員的工位分配存在一定問題，那么操作人員便無法有效應(yīng)對自動化生產(chǎn)線的焊接速度，以至于生產(chǎn)線整體生產(chǎn)節(jié)奏受到嚴(yán)重影響，不利于提高企業(yè)整體生產(chǎn)效率。

二、自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化技術(shù)

（一）自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化理論支持。（1）PFMEA理論。即過程失效模式及后果分析理論，在自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化中引入該理論后，將可以促使自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線可以在加工過程中預(yù)先分析可能會存在的諸多錯誤和過失情況，并動態(tài)化分析自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線工作過程中可能會出現(xiàn)的各類嚴(yán)重失效情況所造成的影響級別，進(jìn)而降低生產(chǎn)線對于后續(xù)人工工位的生產(chǎn)壓力。

（2）工序能力分析理論。該理論可以對生產(chǎn)線中每一個工位的生產(chǎn)效率進(jìn)行分析，進(jìn)而計算相應(yīng)的供需能力狀況[2]。自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化中引入工序能力分析理論以后，將可以科學(xué)分析生產(chǎn)線中各個工位的工作情況，進(jìn)而為生產(chǎn)線整體生產(chǎn)質(zhì)量的提升提供重要數(shù)據(jù)依據(jù)和支持。

（3）生產(chǎn)線平衡理論。該理論可以對生產(chǎn)線上所有工序進(jìn)行平均化處理，以此來確保生產(chǎn)線中每個產(chǎn)品的生產(chǎn)間隔的科學(xué)性和合理性。生產(chǎn)線平衡理論在引入到自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化中后，將可以有效解決生產(chǎn)線中存在的生產(chǎn)節(jié)奏受到不合理影響的情況。

（二）自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化技術(shù)支持

（1）機(jī)器人傳感器技術(shù)。該技術(shù)主要是在焊接機(jī)器人與傳感器技術(shù)相結(jié)合，利用傳感器的環(huán)境感知能力，對生產(chǎn)線生產(chǎn)效率、生產(chǎn)距離以及生產(chǎn)時間進(jìn)行精準(zhǔn)控制。例如在自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線中應(yīng)用光電傳感器技術(shù)后，生產(chǎn)線便可以實現(xiàn)對焊接過程質(zhì)量檢驗效果，進(jìn)而降低自動化焊接過程中焊接質(zhì)量不符合實際要求和標(biāo)準(zhǔn)的幾率。再比如將焊接夾具與傳感器技術(shù)相結(jié)合后，焊接夾具便可以通過傳感器技術(shù)所反饋的參數(shù)信息，動態(tài)化調(diào)整夾具位置，進(jìn)而精準(zhǔn)控制夾具定位效果，綜合提高自動化焊接生產(chǎn)質(zhì)量。

（2）PLC控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)作為機(jī)電一體化的核心技術(shù)，其在應(yīng)用于自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線中以后，通過編寫相應(yīng)的控制程序，便可以操控機(jī)器人進(jìn)行自動化焊接生產(chǎn)操作，同時對生產(chǎn)線中其他生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行集中控制和分散控制。相對于人工操作來說，PLC控制系統(tǒng)可以簡化控制流程，提高設(shè)備快速響應(yīng)能力[3]。例如在某焊接機(jī)器人故障后，PLC設(shè)備便會根據(jù)故障情況合理調(diào)整整體生產(chǎn)線的運(yùn)作狀態(tài)，從而有效規(guī)避故障焊接機(jī)器人區(qū)域，避免其他區(qū)域正常生產(chǎn)造成影響。

（3）柔性化生產(chǎn)技術(shù)。柔性化生產(chǎn)技術(shù)是指機(jī)器人生產(chǎn)過程中通過更先進(jìn)的人工智能技術(shù)實現(xiàn)機(jī)器人生產(chǎn)智能化、柔性化發(fā)展。例如通過生產(chǎn)線快速切換小車來提高夾具快速切換效率，降低生產(chǎn)線中人員因素所造成的影響。

三、自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化策略

（一）提高人員素質(zhì)

生產(chǎn)人員作為生產(chǎn)線中重要組成，其綜合素質(zhì)將會直接影響到生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。因此，在生產(chǎn)前，機(jī)械制造企業(yè)需要結(jié)合生產(chǎn)線的實際情況以及不同生產(chǎn)人員的崗位工作，對生產(chǎn)人員進(jìn)行綜合素質(zhì)培養(yǎng)，確保生產(chǎn)人員能夠滿足生產(chǎn)線生產(chǎn)的實際要求，甚至可以在必要情況下對焊接機(jī)器人以及生產(chǎn)線整體進(jìn)行維護(hù)檢修，降低生產(chǎn)成本。

（二）合理選擇機(jī)器人焊接設(shè)備

自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線通常由多種機(jī)械設(shè)備共同組成，該些機(jī)械設(shè)備自身的生產(chǎn)參數(shù)將會直接影響到生產(chǎn)線整體的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。因此，在生產(chǎn)線優(yōu)化過程中，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)以及生產(chǎn)線實際情況合理選擇相匹配的機(jī)器人方向機(jī)設(shè)備，提高生產(chǎn)效能。

（三）科學(xué)優(yōu)化生產(chǎn)線方案

科學(xué)優(yōu)化生產(chǎn)線方案主要包括科學(xué)應(yīng)用自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線和科學(xué)設(shè)計生產(chǎn)線設(shè)計和加工方案兩部分內(nèi)容。其中科學(xué)應(yīng)用自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線要求機(jī)械制造企業(yè)能夠結(jié)合自身的生產(chǎn)要求及自身能力，合理選擇生產(chǎn)線，越先進(jìn)的生產(chǎn)線價格越高、風(fēng)險越大，并且可能會不一定適用于企業(yè)實際生產(chǎn)，所以必須要進(jìn)行科學(xué)選擇 科學(xué)設(shè)計生產(chǎn)線設(shè)計和加工方案則是指不同行業(yè)、不同產(chǎn)品對于生產(chǎn)線的設(shè)計和加工要求也不盡相同，企業(yè)必須要在應(yīng)用前對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而設(shè)計出完善的生產(chǎn)線設(shè)計和加工方案，并在其中引入各類現(xiàn)代化管理理念和先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，確保所設(shè)計的自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線的科學(xué)合理性。

四、結(jié)束語

綜上所述，自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線作為機(jī)械制造領(lǐng)域自動化發(fā)展的重要組成內(nèi)容，相關(guān)企業(yè)需要結(jié)合自身的實際情況，合理引入各類先進(jìn)理論和技術(shù)，并完善相應(yīng)的生產(chǎn)線設(shè)計和加工方案、提高生產(chǎn)人員綜合素質(zhì)、合理選用生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)而綜合提高自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，推動企業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展。

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（作者單位 ：中瑞工程設(shè)計：有限公司 ）