機器人在載具生產的應用研究

任晨熙

摘要：工業(yè)的進步和市場規(guī)模的擴大使得載具市場需求量隨之提高，載具是一種承載物品的器具，也就是日常大家所熟悉的工位器具的統(tǒng)稱，其用途非常廣泛，小到一顆螺絲釘，大到航空航天的產品，都會涉及到載具的使用。隨著社會的發(fā)展和進度，用工難和用工貴目前是國內制造行業(yè)普遍存在的痛點，這就迫使企業(yè)需要迫切的進行技術改造、技術升級，從傳統(tǒng)的勞動密集型的狀態(tài)中解脫出來，依靠新技術新工藝，提升載具的自動化焊接的水平。

關鍵詞：載具;工位器具;機器人焊接;自動化搬運

一、載具主要作用

1、防止貨物在物流渠道中的損傷

在整個物流系統(tǒng)中應考慮來自物流過程物理環(huán)境造成的損傷，如振動、撞擊、刺穿和擠壓，以及貨架、堆碼或者運輸過程中、堆碼過程中的倒塌和顛覆等。

2、提高貨物在物流過程中的操作效率

載具的功效在物流操作中，直接影響到從車輛的裝卸、倉庫的貨物收發(fā)和移動到車輛和倉庫的體積利用率。

3、傳遞信息

貨品識別、廠家信息、產品名稱、內部數量、日期和識別代碼等信息在收貨、選貨及運單中極為重要。現代載具設計上，應該有便于現代化管理的電子代碼等標識。

4、便于回收再生，減少對地球的傷害

目前載具的設計都在考慮回收，進行循環(huán)利用。發(fā)展可持續(xù)載具已經成為企業(yè)社會責任的重要內容。

二、自動化焊接技術的應用優(yōu)勢分析

1、有利于提升焊接精度和效率的提高

載具焊接的過程中，人工會進行搬運和裝夾零件，在裝夾的過程中會導致零件放置的一致性較差，進而會影響零件的焊接質量和焊縫的穩(wěn)定性;通過機器人或者自動裝夾機構放置的零件，具由一致性好的特點，焊接機器人的能快速的進行焊接，且焊縫質量較穩(wěn)定;

焊接機器人目前已經普遍應用到工業(yè)領域的各行各業(yè)，其具有穩(wěn)定性好，焊接質量可靠、效率高等優(yōu)點;因為機器人焊接程序的焊接軌跡是固定的，所以就要求零件的位置需要相對精準，以保證焊接質量。

2、提高焊接的加工效率

機器人代替人工搬運和人工焊接，其生產效率與人工相比，大大的提升生產效率。焊接機器人在大批量、同位置相同軌跡重復施焊，需要保證生產流水線順暢，在焊接質量穩(wěn)定性要求高的應用場合下，體現出了人工焊接無法比擬的極大優(yōu)勢，

3、優(yōu)化焊接成本

在焊接生產成本方面，越來越昂貴的人工費用、因質量問題造成的報廢和返修、材料及能源損耗都是造成生產成本居高不下的重要原因。在生產柔性方面，當需要靈活的適用于不同形式的焊接工件時，機器人可通過編程適應不同要求的焊接作業(yè)，與面向不同任務需要使用不同設備的焊接專機相比，具有更大的優(yōu)勢。

同時，焊接機器人的高精度、高效率與高穩(wěn)定性，也從減少物耗與功耗、提高質量、降低勞動強度、改善勞動環(huán)境、減輕對稀缺的焊接技術人員的依賴程度方面，降低了整體的成本。

三、搬運機械手和焊接機器人的選型

目前在我國應用的焊接機器人，主要從德國、日本、奧地利、意大利、瑞典等國引進的，其中德國和日本生產的最多，分別占39%和30%。歐系的主要代表企業(yè)有KUKA、ABB、COMAU等公司;日系的主要代表企業(yè)有YASKAWA、OTC、Panasonic、FANUC等公司，國產的主要代表企業(yè)有沈陽新松機器人自動化股份有限公司（siasun）、廣州數控設備有限公司（GSK）等;搬運機械手以國產的為主，品牌較多，因精度要求次于焊接機器人，故可自行進行選擇適合各自公司的產品。

1、搬運機械手

搬運機械手由PLC控制+觸摸屏+伺服電機控制，采用占用空間少的框架式結構，生產能力大，碼垛的方式可以采用示教是編程，電腦能夠儲存100套碼垛方案，適合搬運的機器人主要為：JTFTM1800型適應垛板：850x850 到1250x1250 mm，最大碼垛能力：60包/小時，適應箱類：紙箱、塑料箱、鐵制品等產品類型，最大碼垛高度：1800mm （根據需求可選擇2200mm）;

2、焊接機器人

松下機器人型號：TA-G3、TB-G3、TM-G3和FG、以及TA-WG3、TM-WG3機器人系列;

ABB焊接機器人系列包括：IRB140、IRB1410、IRB1520ID、IRB1600等十幾個系列;

FANUC公司焊接機器人產品包括：弧焊機器人M-10Ia、M-20iA系列;點焊、弧焊機器人LR Mate系列、M-710Icm-900iA/M-2000iA系列;

四、焊接夾具（胎具）的設計原則

1、工藝性原則

焊接工裝既要有較好的使用性能，又要保證裝配工藝要求，同時力求結構簡單、輕巧，操作時動作迅速，而且要便于制造;

2、經濟性原則

在明確生產綱領的前提下，對產品進行焊接工藝分析，然后根據產品批量大小，制定工裝設計方案。實際應用的焊接工裝并不一定有多復雜，要根據工件的具體情況，提倡小夾具大效益的效果。

3、可靠性原則

可靠性，則是指產品在規(guī)定的時間內和給定的條件下，完成規(guī)定功能的能力。可靠性分為固定可靠性、使用可靠性和環(huán)境可靠性。可靠性的度量指標一般有可靠度、無故障率、失效率3種。

焊接工裝必須具有安全可靠性，保證工裝在使用期內，凡受力部件都應有足夠的強度和剛度。操作位置要設置在工人容易接近的部位，以保障安全生產。

五、結論

綜上所述，通過在夾具（胎具）設計上的研究，以及通過機械手搬運零件、機器人自動焊接等方法，能大大的提升焊接效率及焊接成本，優(yōu)化過程質量，從而促進沖載具制造生產綜合效益的提升，推動機械制造技術水平的提升和相關行業(yè)的進步與發(fā)展。

參考文獻：

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