酈婷　朱宏燕

摘 要：隨著人們?nèi)粘Ｉ钪幸壕Мa(chǎn)品的使用越來越多，對(duì)視聽感受的要求不斷提高，液晶行業(yè)也隨之不斷發(fā)展。在液晶面板生產(chǎn)時(shí)由于對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量以及高精度的要求，使得工業(yè)機(jī)器人在液晶面板制造業(yè)中得以大量應(yīng)用，在其生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及研發(fā)應(yīng)用推動(dòng)了我國的制造業(yè)取得了重大的進(jìn)步，助力我國的制造業(yè)高速健康地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；自動(dòng)化；液晶面板

中圖分類號(hào)：TP242.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）32-0319-01

引 言

1959年美國發(fā)明家喬治·德沃爾（George Devol）與約瑟夫·恩格爾伯格（JosephF·Engelberger）聯(lián)手制造出了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)分支，指的是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人，可以接受人的指揮進(jìn)行操作，也可以按照事先編排寫入的程序進(jìn)行操作運(yùn)行，甚至可以根據(jù)人工智能技術(shù)所制定的規(guī)則進(jìn)行運(yùn)行。

1 工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)造

工業(yè)機(jī)器人由設(shè)備主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。設(shè)備主體指的機(jī)器底座以及動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括機(jī)械臂、機(jī)械關(guān)節(jié)和機(jī)械手，部分機(jī)器人還設(shè)置有走行機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含動(dòng)力裝置及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來驅(qū)動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行各個(gè)動(dòng)作?？刂葡到y(tǒng)則是按事先編輯輸入的運(yùn)行程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)作指令及控制訊號(hào)。

工業(yè)機(jī)器人有以下特點(diǎn)：將數(shù)控機(jī)臺(tái)的伺服軸與遙控操縱器的連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接，機(jī)械手臂的動(dòng)作經(jīng)預(yù)先編程輸入后，該系統(tǒng)便可以脫離人的操作而獨(dú)立運(yùn)行。在機(jī)器人示教作業(yè)時(shí)，機(jī)械手臂按照順序經(jīng)過作業(yè)任務(wù)的各個(gè)點(diǎn)位，預(yù)設(shè)的點(diǎn)位信息同時(shí)記錄在控制器的儲(chǔ)存器內(nèi)。機(jī)器人正常運(yùn)行作業(yè)時(shí)，各個(gè)軸關(guān)節(jié)在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，依次再現(xiàn)運(yùn)行經(jīng)過各個(gè)點(diǎn)位，這類技術(shù)特征被稱為“可編程”和“示教再現(xiàn)”。

2 國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展

國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人于1972年開始正式研發(fā)。70年代初期，當(dāng)時(shí)世界科技發(fā)展取得一個(gè)又一個(gè)里程碑，人類在太空探索事業(yè)上的突破性發(fā)展。在這種歷史背景下，勞動(dòng)力顯得日益短缺，從而工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用在世界范圍內(nèi)掀起了高潮。

進(jìn)入80年代，在國際高科技技術(shù)浪潮的沖擊下，伴隨著我國的改革開放進(jìn)程，國內(nèi)的機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)受到了政府的重視與支持。緊盯世界機(jī)器人行業(yè)的技術(shù)前沿，“七五”期間開展了對(duì)工業(yè)機(jī)器人以及重要零部件的技術(shù)攻關(guān)，以及“863計(jì)劃”的實(shí)施，取得了多項(xiàng)科研成果。

到了90年代，國民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)體制的改革和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的浪潮下，國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的實(shí)踐運(yùn)用大踏步地向前邁進(jìn)，在汽車制造裝配、碼頭包裝碼垛等行業(yè)成功地研發(fā)并應(yīng)用了一批工業(yè)機(jī)器人。進(jìn)入21世紀(jì)，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)飛速發(fā)展。在此期間，雖然我國在隧道掘進(jìn)、裝配自動(dòng)化等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展。但和國際同行相比，差距依舊明顯，還需要瞄準(zhǔn)國際高新技術(shù)發(fā)展方向，結(jié)合自身發(fā)展需求，研發(fā)攻克工業(yè)機(jī)器人的核心技術(shù)。

3 液晶面板制造業(yè)中工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方式主要有兩種：一是單體機(jī)器人工作單元，二是帶機(jī)器人的生產(chǎn)線。生產(chǎn)線以機(jī)器人為核心，更好地適應(yīng)了當(dāng)前制造業(yè)多品種化、小批量的柔性生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)，因而具有更強(qiáng)勁生命力和廣闊的市場發(fā)展前景。

彩色濾光片乃至整個(gè)液晶面板制造業(yè)生產(chǎn)線上常采用的工業(yè)機(jī)器人有兩種：一種為直角坐標(biāo)型機(jī)器人，另一種為多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。以我司六代線彩色濾光片生產(chǎn)現(xiàn)場為例，直角坐標(biāo)型機(jī)器人主要應(yīng)用在產(chǎn)線各制程設(shè)備間的連線，主要為三協(xié)四軸機(jī)器人。三協(xié)的四軸機(jī)器人有R、X、θ、Z四個(gè)軸控制?，F(xiàn)場三協(xié)四軸機(jī)器人共有110多臺(tái)，擔(dān)當(dāng)著彩色濾光片基板搬送的主要力量，在每道制程，上下游設(shè)備銜接處都會(huì)安裝有三協(xié)四軸機(jī)器人負(fù)責(zé)基板的傳送。經(jīng)過設(shè)備調(diào)機(jī)階段的示教，確?；宓娜》啪?，取放節(jié)拍的準(zhǔn)確，在保證質(zhì)量的情況下大大提高了產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)基板搬送自動(dòng)化?，F(xiàn)場的多關(guān)節(jié)型機(jī)器人則主要應(yīng)用在拆包線（UNPACK）、捆包線（PACK）以及ITO濺鍍制程，主要為安川六軸機(jī)器人及KUKA六軸機(jī)器人。六軸機(jī)器人則有S、L、U、R、B、T六個(gè)軸控制機(jī)器人的動(dòng)作，安川六軸機(jī)器人以及KUKA六軸機(jī)器人，按照生產(chǎn)前的示教，精準(zhǔn)的再現(xiàn)取放動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)軌跡，保證了拆包投料、捆包、濺鍍制程Carrier取放基板的順利實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)場的機(jī)器人都可根據(jù)不同的生產(chǎn)需求以及實(shí)際工作狀況的變化，更改設(shè)備的運(yùn)行點(diǎn)位，以對(duì)應(yīng)生產(chǎn)，充分體現(xiàn)了機(jī)器人“可編程”、“示教再現(xiàn)”的技術(shù)功能特點(diǎn)。

在南京中電熊貓8.5代液晶面板生產(chǎn)線，現(xiàn)場有超過500臺(tái)機(jī)器人，幾乎覆蓋了液晶面板生產(chǎn)的每一道制程工序。在生產(chǎn)現(xiàn)場潔凈度要求超高的液晶面板生產(chǎn)車間，通過大量地應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，在顯著提升生產(chǎn)效率的同時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量方面也取得了顯著成效。中電熊貓集團(tuán)電子裝備制造公司，在項(xiàng)目籌備期間便配備了強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，攻克掌握了機(jī)器人核心技術(shù)，根據(jù)高世代液晶面板生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)需求，研發(fā)和生產(chǎn)出了與每一道制程工藝環(huán)節(jié)相匹配的工業(yè)機(jī)器人，因此產(chǎn)線所有的機(jī)器人全部都擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

4 結(jié) 語

本文通過對(duì)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程介紹，結(jié)合我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展及應(yīng)用，簡述了目前液晶面板制造業(yè)中工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用方式及現(xiàn)狀。當(dāng)前的全球化大環(huán)境下，中國制造業(yè)目前正面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰(zhàn)，此時(shí)國內(nèi)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人行業(yè)則需要更多的參考國際上相關(guān)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)政府可給與國產(chǎn)機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用提供更多的經(jīng)濟(jì)、政策方面的支持。國內(nèi)企業(yè)在采購工業(yè)機(jī)器人時(shí)不能一味盲目追求進(jìn)口，應(yīng)該結(jié)合自身企業(yè)需求進(jìn)行綜合的評(píng)估，立足國產(chǎn)。牢牢抓住這一歷史機(jī)遇，充分利用機(jī)器人技術(shù)來提升我國制造工業(yè)發(fā)展的水平，實(shí)現(xiàn)“制造業(yè)大國”向“制造業(yè)強(qiáng)國”的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-9-14

作者簡介：酈 婷（1983-），女，工程師，主要從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。