尹舉凌

（廣東美的暖通設(shè)備有限公司 528311）

機(jī)器人在空調(diào)壓縮機(jī)裝配中的應(yīng)用研究

尹舉凌

（廣東美的暖通設(shè)備有限公司 528311）

現(xiàn)階段，我國絕大多數(shù)空調(diào)企業(yè)在進(jìn)行空調(diào)壓縮機(jī)裝配的過程中，主要運(yùn)用的都是吊機(jī)搬運(yùn)方式，實(shí)際操作的工序比較復(fù)雜，需要安排專人操作吊機(jī)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，浪費(fèi)人力，而且搬運(yùn)的質(zhì)量與效率都很難保證，因此，需要找到一種自動(dòng)化程度較高的方式，“機(jī)器換人”便是當(dāng)前主流的發(fā)展趨勢(shì)。本文便以當(dāng)前空調(diào)壓縮機(jī)上線裝配過程中的難點(diǎn)為研究基點(diǎn)，分析機(jī)器人在壓縮機(jī)裝配過程中難點(diǎn)的解決方案，并簡要介紹機(jī)器人主要的應(yīng)用控制思路。

機(jī)器人；空調(diào)壓縮機(jī)；裝配；應(yīng)用

前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，企業(yè)在發(fā)展過程中不僅要重視生產(chǎn)效率，還需要重視生產(chǎn)質(zhì)量?，F(xiàn)階段，很多空調(diào)企業(yè)在搬運(yùn)空調(diào)壓縮機(jī)時(shí)，仍然運(yùn)用人工方式，不僅耗費(fèi)人力與物力，而且很難保證裝配質(zhì)量。加之在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，企業(yè)運(yùn)行的成本越來越高，“用工荒”的出現(xiàn)也進(jìn)一步提升了企業(yè)成本，在這種條件下，企業(yè)更加需要尋找新的發(fā)展出路，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)保證自身的可持續(xù)發(fā)展，“機(jī)器換人”已經(jīng)成為當(dāng)前的主要發(fā)展趨勢(shì)。在進(jìn)行空調(diào)壓縮機(jī)裝配工作的過程中，運(yùn)用機(jī)械手來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工加吊機(jī)的工作方式，以提升工作效率，節(jié)約操作成本。

1 當(dāng)前壓縮機(jī)裝配過程中的難點(diǎn)

雖然“機(jī)器換人”是現(xiàn)階段空調(diào)企業(yè)在壓縮機(jī)裝配過程中的主要發(fā)展趨勢(shì)，但在實(shí)際實(shí)施的過程中，仍然存在以下難點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）空調(diào)壓縮機(jī)上存在四個(gè)安裝孔位，用于固定在空調(diào)底盤上面的，傳統(tǒng)的方式是人工將壓縮機(jī)用吊機(jī)吊起后，人工對(duì)準(zhǔn)空調(diào)底盤的螺栓柱和壓縮機(jī)的安裝孔位。再將壓縮機(jī)裝配好。所以，在運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行裝配的過程中，需要對(duì)機(jī)器人的操作精度嚴(yán)格要求，一旦四個(gè)安裝孔位沒有完全對(duì)準(zhǔn)，就很容壓壞底盤，造成企業(yè)損失，提升操作成本[1]。

（2）在實(shí)際安裝過程中，一些空調(diào)需要安裝兩臺(tái)或兩臺(tái)以上壓縮機(jī)，在運(yùn)用人工方法進(jìn)行安裝時(shí)，工人會(huì)根據(jù)實(shí)際情況來確定壓縮機(jī)的安裝位置，以保證壓縮機(jī)位置的合理性。因此，在運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)，也需要機(jī)器人能夠自動(dòng)對(duì)壓縮機(jī)的安裝位置進(jìn)行合理判斷，保證準(zhǔn)確到位。

（3）由于在實(shí)際生產(chǎn)過程中，空調(diào)機(jī)型不止一種，每一條生產(chǎn)線上都會(huì)有多種機(jī)型，在運(yùn)用人工方法進(jìn)行裝配時(shí)，工人能夠?qū)嶋H位置進(jìn)行自行調(diào)整。而運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行裝配時(shí)，則所有機(jī)型都需要保存一種上線程序，以確保堆垛質(zhì)量。

（4）在對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)行裝配時(shí)，包裝木架普遍位置偏差較大，運(yùn)用人工方式可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，而運(yùn)用機(jī)器人，則需要設(shè)備具有較高的到位要求。

2 機(jī)器人應(yīng)用過程中的解決方案

根據(jù)上述機(jī)器人在裝配過程中的操作難點(diǎn)，本文主要提出以下幾個(gè)方面的解決方案：

（1）在使用機(jī)器人進(jìn)行空調(diào)壓縮機(jī)裝配時(shí)，需要搭配使用視覺識(shí)別系統(tǒng)，在進(jìn)行壓縮機(jī)裝配的過程中，先使用高清照相機(jī)對(duì)空調(diào)底盤上面螺栓柱的位置進(jìn)行拍照定位，對(duì)壓縮機(jī)的實(shí)際位置和設(shè)定位置的偏差進(jìn)行修正，以保證機(jī)器人在裝配過程中的操作準(zhǔn)確度。

（2）在實(shí)際裝配過程中，需要機(jī)器人具有對(duì)空調(diào)底盤圖紙的保存功能，這項(xiàng)功能可以幫助機(jī)器人在裝配時(shí)以第一次的確定位置為基礎(chǔ)，自動(dòng)找尋與判斷后面壓縮機(jī)的位置，從而確保空調(diào)壓縮機(jī)的堆垛位置的準(zhǔn)確性[2]。

（3）針對(duì)一條空調(diào)壓縮機(jī)生產(chǎn)線上機(jī)型較多的實(shí)際問題，機(jī)器人需要針對(duì)不同的壓縮機(jī)機(jī)型，制作有針對(duì)性的操作模板，并將每一種線上程序都保存在機(jī)器人的相應(yīng)操作程序中，從而有針對(duì)性的對(duì)不同壓縮機(jī)機(jī)型的不同操作，確保裝配質(zhì)量。

（4）與機(jī)器人搭配使用的視覺識(shí)別系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)定位置偏移量的修正，還能夠幫助機(jī)器人根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整包裝木架的偏差位置，從而提升壓縮機(jī)的裝配效率。

3 機(jī)器人裝配壓縮機(jī)主要應(yīng)用控制思路

（1）機(jī)器人將帶有視覺識(shí)別系統(tǒng)的夾具移動(dòng)到存放壓縮機(jī)的地臺(tái)板上面，視覺識(shí)別系統(tǒng)拍照定位壓縮機(jī)，機(jī)器人內(nèi)部程序根據(jù)壓縮機(jī)和夾具的實(shí)際位置，自動(dòng)進(jìn)行偏差補(bǔ)償，調(diào)整夾具的位置，然后機(jī)器人夾取壓縮機(jī)。

（2）夾取壓縮機(jī)的機(jī)器人移動(dòng)到空調(diào)底盤上方，視覺識(shí)別系統(tǒng)拍照定位空調(diào)底盤的螺栓柱，和第一次拍照的壓縮機(jī)孔位進(jìn)行偏差補(bǔ)償，再調(diào)整實(shí)際位置，然后將壓縮機(jī)準(zhǔn)確的安裝到底盤上面。

（3）機(jī)器人再移動(dòng)夾取第二臺(tái)壓縮機(jī)，第二臺(tái)壓縮機(jī)要在第一臺(tái)壓縮機(jī)實(shí)際位置的基礎(chǔ)上增加兩臺(tái)壓縮機(jī)中間的間距作為偏移量。

（4）機(jī)器人將第二臺(tái)壓縮機(jī)裝配在空調(diào)底盤上，根據(jù)機(jī)器人保存的空調(diào)底盤圖紙，將兩臺(tái)壓縮機(jī)的相對(duì)位置加到第一臺(tái)壓縮機(jī)的實(shí)際位置加上，即為第二臺(tái)壓縮機(jī)要安裝的位置。

按此方式，機(jī)器人依次將一臺(tái)空調(diào)所用到的壓縮機(jī)全部裝配到底盤上，等待信號(hào)執(zhí)行下一個(gè)循環(huán)。

為了實(shí)現(xiàn)上述要求，機(jī)器人需要有6個(gè)自由度，每個(gè)自由度都通過伺服電機(jī)以及配套的伺服控制器實(shí)現(xiàn)。機(jī)器人還需要安裝專門訂制的壓縮機(jī)夾具。夾具采用氣缸夾具的方式夾具，同時(shí)，夾具和壓縮機(jī)接觸的位置要墊軟膠皮，防止夾取的時(shí)候損壞壓縮機(jī)。

4 結(jié)論

綜上所述，在技術(shù)與市場(chǎng)的要求下“機(jī)器換人”已經(jīng)成為當(dāng)前企業(yè)發(fā)展的主流，將機(jī)器人運(yùn)用到空調(diào)壓縮機(jī)裝配工作中，不僅能夠在很大程度上節(jié)約人力與物力，節(jié)約企業(yè)成本，還能夠簡化企業(yè)管理，使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到有效提升，促進(jìn)空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化轉(zhuǎn)型，具有很大的應(yīng)用前景。

[1]劉文波，遠(yuǎn)桂方.基于油田管類產(chǎn)品堆垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析[J].機(jī)械工程師，2014，11：8～10.

[2]陳東青.基于PLC與觸摸屏的碼垛工業(yè)機(jī)器人操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].包裝工程，2014，23：84～88.

TP242

A

1004-7344（2016）02-0274-01

2015-12-28

尹舉凌（1985-），男，漢族，山西朔州人，設(shè)備管理工程師，大學(xué)本科，2009年畢業(yè)于鄭州大學(xué)，自動(dòng)化專業(yè)，研究方向?yàn)闄C(jī)械類。