摘 要：近年來，越來越多的生產(chǎn)加工制造公司開始進行機器人、自動化生產(chǎn)線等各種業(yè)務的整合，以完成機器人數(shù)字化車間的打造，從而滿足工業(yè)智能制造的改革發(fā)展需求?；谶@種情況，本文對機器人數(shù)字化車間工業(yè)智能制造的新模式展開了分析，從而為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：機器人；數(shù)字化車間；工業(yè)智能制造；新模式

引言：隨著科學技術的發(fā)展，人們對車間生產(chǎn)也提出了更高的效率和安全性要求。而機器人數(shù)字化車間的出現(xiàn)，則能使傳統(tǒng)加工生產(chǎn)存在的費時、費力問題得到解決，從而滿足現(xiàn)代車間的生產(chǎn)加工要求。所以在該種趨勢下，機器人數(shù)字化車間將成為工業(yè)智能制造的新模式。加強對該種模式的分析，則能更好的實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化發(fā)展。

1工業(yè)智能制造的概念

所謂的工業(yè)智能制造，其實就是以工業(yè)機器人為核心的自動化制造模式。而工業(yè)機器人不僅能夠?qū)崿F(xiàn)視覺識別和關節(jié)活動，還能實現(xiàn)精確計算等多種功能，所以可以在工業(yè)生產(chǎn)中代替人，從而使產(chǎn)品競爭力得到提升。在過去較長的時間里，機器人只用于噴漆、粉塵等具有較大勞動強度或身體危害性的行業(yè)。但隨著智能裝備的普及應用，工業(yè)機器人的應用已經(jīng)逐步進入高潮階段，價格在逐步降低，技術則逐步成熟。而在工業(yè)智能制造領域，智能數(shù)字化加工車間為典型代表，其使用了大量的智能裝備，能夠使工業(yè)生產(chǎn)中的不確定性得到降低，因此能夠使工業(yè)生產(chǎn)可靠性和功率得到提高，并有效縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，進而為工業(yè)智能制造帶來了新的科技革命。

2機器人數(shù)字化車間工業(yè)智能制造的新模式

機器人數(shù)字化車間的出現(xiàn)，在某種程度上實現(xiàn)了對智能設備、信息技術和機器人的融合，所以為工業(yè)智能制造提供了全新的生產(chǎn)模式。為研究該種模式，還要對該模式下的工業(yè)智能制造的各個環(huán)節(jié)進行分析。

2.1生產(chǎn)線分析

在機器人數(shù)字化車間中，按照生產(chǎn)方式，可以采用“一對二”、“一對三”等方式進行機器人布局，從而完成自動化生產(chǎn)線的構建。在該條生產(chǎn)線上，多臺機臺由多個機器人操控，機器人上裝有取料和下料手爪，能夠用于自動化上下料[1]。以數(shù)控加工為例，利用機器人上下料系統(tǒng)，可以完成盤料、電機端蓋等零件的連續(xù)加工，并且能夠?qū)崿F(xiàn)一天三班運行，繼而實現(xiàn)對坯料的連續(xù)加工生產(chǎn)，能夠使產(chǎn)線生產(chǎn)效率得到提高，同時也能使工人勞動強度得到減輕。

2.2物料運送

在機器人數(shù)字化車間中，物料運送可以利用AGV物料系統(tǒng)實現(xiàn)。通過采用激光引導，并利用步進電機進行驅(qū)動，則能實現(xiàn)流水線、機床和機器人等環(huán)節(jié)的對接，以實現(xiàn)物料的及時運送。而在物料運送系統(tǒng)前后，裝配有碰撞保護裝置，一旦發(fā)生碰撞就會立即停車。在各貨位，則裝有傳感器，能夠完成貨物裝載狀態(tài)的檢測。目前，系統(tǒng)主要利用PLC實現(xiàn)編程控制，并且能夠與機器人和有關設備進行實時通訊，也能利用工作警示燈和顯示觸摸屏進行有關信息的顯示。

2.3倉庫管理

在機器人數(shù)字化車間中，擁有由萬能角鋼構成的立體倉庫，可以利用其中的定位裝置進行貨物管理，確保托盤能夠在貨架準確就位。同時，各倉位安裝有傳感器，能夠判定倉位是否為空。在數(shù)控加工方面，倉位可用于存儲各種機械加工毛坯、成品和半成品等，并完成物料信息記錄，可供倉庫管理人員隨時調(diào)用。在整個倉庫中，以堆垛機為核心，能夠在貨物搬運上實現(xiàn)全自動化操作[2]。從結(jié)構組成上來看，堆垛機由提升機構、電氣控制系統(tǒng)、載貨臺和行走機構等多個機構構成，能夠以直線導軌為導向，并在伺服電機驅(qū)動下獲得軸向驅(qū)動，同時也能實現(xiàn)精確定位。

2.4車間控制

在機器人數(shù)字化車間中，需要利用控制系統(tǒng)完成整線控制，以確保車間設備與外部設備能夠?qū)崿F(xiàn)有效通信。利用該系統(tǒng)，還能對生產(chǎn)線運行、產(chǎn)品生產(chǎn)情況等內(nèi)容進行監(jiān)控，并且為不同用戶提供不同的權限。在系統(tǒng)控制下，生產(chǎn)線和立體倉庫都可以利用觸摸屏控制臺完成相互通信。而各控制臺則能實現(xiàn)相互通信，并進行有關信息的顯示。所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中，一旦有生產(chǎn)單元出現(xiàn)問題，其他控制臺也會顯示有關信息，并采用聲光報警方式提醒管理人員。根據(jù)顯示的工況信息，管理人員則可以及時排除故障，并對設備進行復位操作，以消除報警。登錄系統(tǒng)，用戶則可以獲得生產(chǎn)線產(chǎn)量和故障日志等信息，而用戶的登錄時間和操作信息則會被記錄下來。

2.5數(shù)字化設計

在機器人數(shù)字化車間中，車間可以利用數(shù)字化設計單元完成零部件的設計。比如在數(shù)控加工車間中，就可以完成定子、轉(zhuǎn)子、齒輪等各種零部件的設計，然后利用DNC與數(shù)控系統(tǒng)完成信息交互。在此基礎上，數(shù)控系統(tǒng)則可以完成零部件加工工藝的規(guī)劃設計，并完成數(shù)控編程，以獲得NC代碼。利用得到的代碼進行數(shù)控加工模擬仿真，則可以完成對整個制造生產(chǎn)流程的仿真分析，以確定各個環(huán)節(jié)設計的合理性。在通過仿真驗證后，確保產(chǎn)品加工、制造和裝備能夠順利進行，則可以將產(chǎn)品投入到生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)[3]。在整個過程中，系統(tǒng)會利用信息管理單元完成生產(chǎn)加工各環(huán)節(jié)的信息收集和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，以確定設計的合理性和可靠性。

2.6安全防護

在機器人數(shù)字化車間工作的過程中，還要通過安全防護系統(tǒng)對車間進行管理，以免車間出現(xiàn)安全生產(chǎn)問題。首先，在對車間機器人進行檢修時，為確保車間生產(chǎn)安全，需在防護網(wǎng)內(nèi)使用專用鑰匙進行檢修。而只要將鑰匙取下，機器人機會自動下電，并得到多級串連保護。為確保整線安全，系統(tǒng)還進行了安全光柵的配置，利用光柵將生產(chǎn)線與機械手分離開來。其次，為避免機械人在生產(chǎn)過程中發(fā)生碰撞，系統(tǒng)利用高可靠數(shù)控系統(tǒng)進行機器人控制，能夠確保機械人在完成零件加工后完成自身位置檢測，并回到零點位置。同時，機械人帶有絕對值編碼器，其不僅分辨率較高，還配有抱閘，能夠為機械人提供安全保障[4]。在數(shù)控編程方面，則采用了示教方式，能夠完成運行程序的自動驗證。此外，系統(tǒng)帶有蜂鳴器和急停按鈕等應急防護裝置，能夠為車間生產(chǎn)提供全面的安全防護。

結(jié)論：通過分析可以發(fā)現(xiàn)，利用機器人數(shù)字化車間進行工業(yè)智能制造，能夠?qū)崿F(xiàn)對工業(yè)制造的全過程控制，并且能夠使產(chǎn)品制造成本和周期得到降低，同時使產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和效率得到提高，所以能夠更好的滿足工業(yè)智能制造需求。因此，相信隨著相關技術的發(fā)展，機器人數(shù)字化車間必將引領新的工業(yè)科技革命，促使工業(yè)智能制造完成模式的轉(zhuǎn)變。

參考文獻：

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[2]楊海成. 全面認識互聯(lián)網(wǎng)+，大力推進智能制造[J]. 機器人技術與應用，2015，04：12-14.

[3]隋少春，牟文平，龔清洪等. 數(shù)字化車間及航空智能制造實踐[J]. 航空制造技術，2017，07：46-50.

[4]牛祿青. 智造先鋒 工業(yè)機器人盛宴[J]. 新經(jīng)濟導刊，2015，09：10-17.

作者簡介：

黃聰（1989.9——）男，廣西柳州人，本科，柳州市第一職業(yè)技術學校，職稱：助理工程師，研究方向：電氣自動化或工業(yè)機器人。