吳長庚

（廈門航天思爾特機器人系統(tǒng)股份有限公司，福建 廈門 361000）

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟與科學技術的迅猛發(fā)展，在產(chǎn)量與質(zhì)量以及安全性方面，都對工業(yè)產(chǎn)品提出更高要求，而傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品已無法滿足。本文主要對機械設備制造中自動化技術及工業(yè)機器人的應用進行探究，不僅從自動化技術方面分析了應用特征、存在問題與完善策略，還從工業(yè)機器人方面分析了概念、結(jié)構特征及其在沖壓自動化生產(chǎn)線中的應用。

關鍵詞：機械設備制造;自動化技術;工業(yè)機器人;應用

0 引言

在現(xiàn)代化科技飛速發(fā)展過程中，自動化技術及工業(yè)機器人進步巨大，目前，工業(yè)機器人在程序化操作方面已實現(xiàn)全自動化。在機械設備制造中通過兩者的應用可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低出錯率，進一步促進我國機械制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 機械自動化在機械制造中的應用特征

（1）系統(tǒng)性。目前，眾多先進技術應用于機械設備制造過程中，并且在產(chǎn)品生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)得以應用，所以具有較強系統(tǒng)性。在產(chǎn)品整個生命周期中，自動化技術的作用都不可替代，有必要針對傳統(tǒng)生產(chǎn)過程，進行高效整合，要強化制造技術，其關鍵為通過何種方式實現(xiàn)科學技術在產(chǎn)品生產(chǎn)中的應用。

（2）安全性高。對于任何企業(yè)而言，制造生產(chǎn)都存在危險性，而自動化技術已設置報警功能，僅需設置具體流程，方可自動停止操作及檢查。將自動化技術應用于機械設備制造中，能夠在最大程度上降低事故發(fā)生率，并且確保生產(chǎn)安全性。

（3）全球性。隨著經(jīng)濟全球化發(fā)展，在世界范圍中的科技競爭不斷加劇，嚴重沖擊自動化技術。不過，對于自動化技術發(fā)展更為有利，使其逐漸達到國際先進水平。

2 機械自動化在機械制造應用中存在的問題分析

（1）自動化技術水平低。近年來，工業(yè)技術發(fā)展速度不斷加快，進一步實現(xiàn)機械化操作，不過大部分偏遠地區(qū)仍舊沒有實現(xiàn)。在機械設計中自動化技術得以體現(xiàn)，而改善機械功能這一工作還是比較落后。現(xiàn)如今，在應用機械設備時，很多時候僅僅可以實現(xiàn)基本操作，尚未滿足高效性要求，各種故障問題層出不窮，修理成本較高。除此之外，設備的創(chuàng)新能力較弱，不能與生產(chǎn)實際需求相結(jié)合進行高效機械的設計，仍舊應用傳統(tǒng)設計方法，且自動化水平低，遠遠落后于發(fā)達國家。

（2）兩種因素影響機械設備自動化。其一，機械設備制造尚在發(fā)展，具有較弱創(chuàng)新能力，缺乏高素質(zhì)人才，雖然已經(jīng)引進較多先進技術，不過并未與生產(chǎn)實際需求相結(jié)合。在選材過程中，若是選用的材料性能較低，將不能滿足使用需求，反之極易導致成本增加。其二，大規(guī)模的機械化生產(chǎn)現(xiàn)在還沒有完全普及于機械設備制造業(yè)中，大部分小型機械制造企業(yè)尚未引進機械設備。

3 完善機械自動化技術在機械制造應用中的策略

（1）實現(xiàn)自動化控制技術的全面應用。在機械設備生產(chǎn)過程中，全面應用自動化控制技術刻不容緩，不僅可以大大提高生產(chǎn)效率，而且能夠強化應用自動化技術的意識?；谧詣踊夹g，更加重視創(chuàng)新，將企業(yè)的實際發(fā)展需求作為重要依據(jù)，充分應用計算機技術與網(wǎng)絡技術的功能及優(yōu)勢，針對產(chǎn)品的大量數(shù)據(jù)，進行科學、深入分析，進而設計自動化控制技術。目前傳統(tǒng)工藝已無法滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，改善工作勢在必行，確保工藝設計創(chuàng)新性，高度達成企業(yè)發(fā)展要求，大大提高機械設備質(zhì)量及應用有效性。

（2）全面推行自動化技術。隨著機械設備制造業(yè)的發(fā)展，應該不斷加強自動化，積極宣傳自動化技術功能與優(yōu)勢，使企業(yè)對其做到足夠重視，在應用自動化技術時，詳細闡述自動化功能，盡可能提高生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）實現(xiàn)自動化包裝檢測。在機械設備制造企業(yè)在生產(chǎn)與發(fā)展過程中，雖然對產(chǎn)品具體生產(chǎn)過程非常重視，卻輕視材料選擇與包裝運輸。隨著機械制造企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，對于自動化，有必要不斷拓展其應用范圍，盡量提升自動化水平。自動化的檢測與包裝在制造業(yè)中占據(jù)舉足輕重的地位，并且實施這一環(huán)節(jié)的機器是一項不可或缺的設備，有利于提高產(chǎn)品檢測效率。對于出口檢測而言，產(chǎn)品包裝檢測至關重要，在確保檢測高效性的條件下，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量及銷售量。

4 工業(yè)機器人的概念及結(jié)構特征

（1）概念。針對工業(yè)機器人而言，在工業(yè)領域中有兩種，一種是具有較高自由度的機器人，另一種是關節(jié)較多的機械手，可以依賴于自身開展工作。它的多種功能主要是利用自身動力與控制力實現(xiàn)，并且嚴格遵守人工智能技術原則，由此開展活動。

（2）結(jié)構特征。分別選用位于遙控操作器上的連桿機構以及數(shù)控機床上的伺服軸，通過工業(yè)機器人連接兩者，在此之前設定機械手動作，并且進行編程輸入，此時工業(yè)機器人便可自行活動。因為它的生產(chǎn)成本比較低，因此適用性與經(jīng)濟性更強。相關工業(yè)機器人位于沖壓自動化生產(chǎn)線，這部分工業(yè)機器人已經(jīng)具備了人類的行走功能及感知功能等。另外，還可以按照已經(jīng)設定好的程序，對工作對象進行相應調(diào)整。

5 工業(yè)機器人在沖壓自動化生產(chǎn)線中的應用

（1）拆垛系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分應用可循環(huán)雙垛料臺，在沖壓自動化生產(chǎn)線中，自動拆垛單元是其必備系統(tǒng)。這一單元中的設備包括拆垛小車與自動涂油裝置等。對于板件板料拉延，在安排涂油工序時，通過自動涂油機將拉延油涂抹在板料表面，對于板件十分有利，可以確保其表面質(zhì)量和潤滑度。上料區(qū)以及完成上料的位置都是拆垛小車的停放處，對于機器人取料比較方便[1]。

（2）控制系統(tǒng)。在工業(yè)機器人中，控制系統(tǒng)占據(jù)核心與關鍵位置，主要是因為該系統(tǒng)發(fā)揮著至關重要的作用，有利于沖壓自動化生產(chǎn)線不同部位的工作，能夠?qū)ζ溥M行有效協(xié)調(diào)，而且它所應用的技術具有鮮明特征，比如可靠性與先進性等。對于生產(chǎn)線的自動化以及生產(chǎn)效益，該系統(tǒng)控制方法與之息息相關，其靈活性與有效性產(chǎn)生著決定作用。

控制系統(tǒng)的主要工作對象是拆垛機、線尾輸送系統(tǒng)以及涂油機等，對其實施控制，并且在沖壓自動化生產(chǎn)線上，工業(yè)機器人集中與分散監(jiān)控不同系統(tǒng)。

其一，控制系統(tǒng)設備層[2]。設備層位于系統(tǒng)最底部，同時也是其中的核心環(huán)節(jié)，主要組成部分有執(zhí)行機構、現(xiàn)場操作站等，可以直接聯(lián)系位于控制層的PLC，使其接受輸入信號，然后將其輸出指令向現(xiàn)場設備傳送。

其二，控制層。在不同部門中，所應用的控制系統(tǒng)都是應用位于現(xiàn)場總線的PLC，其功能主要是單獨控制、連線自控等。當應用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)時，能夠為系統(tǒng)運行可靠性與穩(wěn)定性提供重要保障。所有PLC和它的上位機交換數(shù)據(jù)，此時通常利用以太網(wǎng)，向監(jiān)控系統(tǒng)傳輸[3]。

其三，人機界面。SIEMENS是它所應用的觸摸屏，并且將其配備于所有控制單元，然后由Profibus總線實現(xiàn)通訊。在控制單元中，其觸摸屏具有指示燈與操作按鈕，可以依靠自己進行錯誤信息的診斷，并且發(fā)出報警信號。在控制單元中的I/O信號，它的顯示色并不一樣。系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)節(jié)點故障時會立刻報警，而人機界面將其顯示在畫面中，為維修人員提供便利。

（3）仿真模擬系統(tǒng)。在將工業(yè)機器人應用于沖壓自動化生產(chǎn)線上之后，能夠充分應用虛擬環(huán)境，由此模擬沖壓線運行，從而防止多種問題出現(xiàn)，比如系統(tǒng)干涉、生產(chǎn)現(xiàn)場不合理節(jié)拍等。隨著生產(chǎn)線的運行，利用機器人進行離線編輯與運行線路的模擬，能夠有效提高實驗效率與設備的可靠性。

6 結(jié)束語

對于機械設備制造業(yè)，自動化是其主要發(fā)展方向。因此，應該廣泛應用自動化技術及工業(yè)機器人，在最大程度上發(fā)揮兩者的作用與優(yōu)勢，有效解放勞動力，降低生產(chǎn)出錯率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻：

[1]侯寧有.自動化技術在機械設備制造中的應用[J].自動化應用，2018（09）：142-144.

[2]任飛.機器人在汽車智能制造中的應用探討[J].河北農(nóng)機，2018（11）：39-40.

[3]蔣鋒.機械設備制造中自動化技術的應用研究[J].南方農(nóng)機，2018，49（18）：67.