張衍坤 郭廣輝

摘 要：近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，科學(xué)家對(duì)機(jī)器人有了更加深入的研究，機(jī)器人也被逐漸的應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。由于工業(yè)的操作量較大且操作難度較高，因此，利用工業(yè)機(jī)器人來(lái)提升工作效率，提高工業(yè)制作精度便成為了工業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。工業(yè)化機(jī)器人由于適應(yīng)性強(qiáng)，全自動(dòng)化操作，并且不受各種外力因素的干擾，因此，為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了極大的便利，從而也節(jié)省了工業(yè)資源與成本。工業(yè)焊接工作技術(shù)要求相對(duì)較高，并且有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，工業(yè)化機(jī)器人可以解決其中的多數(shù)問(wèn)題。本文主要通過(guò)研究機(jī)器人在工業(yè)化作業(yè)中的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)分析機(jī)器人在焊接作業(yè)中的應(yīng)用，可以為工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用提供相應(yīng)的借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人;焊接工作;工業(yè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.049

0 引言

工業(yè)化機(jī)器人具有穩(wěn)定可靠、高效率和高精準(zhǔn)度的自動(dòng)化工作特點(diǎn)，它的工作效率不會(huì)受到工作環(huán)境的限制，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)以及制造業(yè)中，有力地推動(dòng)了全球工業(yè)以及制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。隨著時(shí)代的飛速發(fā)展，機(jī)器人將涉及越來(lái)越多的工業(yè)領(lǐng)域，從而成為工廠(chǎng)作業(yè)中必不可少的操作媒介。

1 機(jī)器人的應(yīng)用發(fā)展

早在上個(gè)世紀(jì)六十年代，“工業(yè)化機(jī)器人”就已經(jīng)擁有了屬于自己的定義：“搬運(yùn)機(jī)械部件或者工件的操作性機(jī)械，通過(guò)對(duì)運(yùn)作程序的改變來(lái)完成工作的一種特殊的機(jī)械設(shè)備?！惫I(yè)化的機(jī)器人最早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的使用形式是“機(jī)械臂”，早在上個(gè)實(shí)際六十年代純電動(dòng)與自動(dòng)化的機(jī)器人就已經(jīng)被發(fā)明出來(lái)了。目前，在世界上對(duì)于機(jī)器人的開(kāi)發(fā)、制造最為領(lǐng)先的四個(gè)龍頭企業(yè)分別是瑞典ABB、德國(guó)KUKA、日本發(fā)那科以及日本安川電機(jī)，這幾個(gè)廠(chǎng)商的機(jī)器人制造大概占據(jù)了國(guó)際機(jī)器人市場(chǎng)的50%，目前，對(duì)我國(guó)影響力相對(duì)較大的機(jī)器人廠(chǎng)商就屬“新松機(jī)器人”。而伴隨著社會(huì)高科技的進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸的擴(kuò)大，其中，受其影響最大的領(lǐng)域主要是金屬制造以及汽車(chē)制造。工業(yè)化機(jī)器人已經(jīng)可以完全替代相對(duì)單一的人工焊接以及裝配等基礎(chǔ)工作。

2 機(jī)器人在工業(yè)化工作中的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)化機(jī)器人具有智能化、精密化以及柔性化的基本特征，并且可以提升生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量，并且有效的減少人力成本以及資源的消耗，是工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一種最為直觀的表現(xiàn)。其次，工業(yè)化機(jī)器人具有強(qiáng)烈的綜合性特征，以加工精細(xì)、制造精良以及柔性生產(chǎn)等特點(diǎn)著稱(chēng)。隨著生產(chǎn)數(shù)字化、智能化以及自動(dòng)化的工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，涉及各個(gè)學(xué)科核心技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人受到了前所未有的重視，在推進(jìn)工業(yè)現(xiàn)代化中發(fā)揮著重要的作用。目前，工業(yè)化機(jī)器人正朝著高精度、高復(fù)雜以及智能化的方向發(fā)展，并且工業(yè)化機(jī)器人在發(fā)展過(guò)程中，能夠?qū)⒕珳?zhǔn)度達(dá)到無(wú)限接近于重復(fù)定位的精度。綜上所述，工業(yè)機(jī)器人有著無(wú)與倫比的優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力，也是未來(lái)工業(yè)建設(shè)的主要趨勢(shì)和方向。隨著工業(yè)機(jī)器人的功能逐漸完善，作業(yè)精度逐步提升，在之后的工業(yè)化生產(chǎn)中能夠大幅度降低人工作業(yè)比例，進(jìn)一步提升工業(yè)作業(yè)的精度和安全性。

（2）機(jī)器人的缺點(diǎn)。機(jī)器人的普及導(dǎo)致一線(xiàn)操作崗位逐步被替代，這也就意味著將有大量的工人與技術(shù)人員面臨著就業(yè)困難甚至失業(yè)的狀況。這不僅會(huì)引起工作底層人民的不滿(mǎn)與抗議，甚至?xí)绊懮鐣?huì)的和諧發(fā)展。

3 機(jī)器人在不同行業(yè)的焊接工作技術(shù)特點(diǎn)分析

（1）汽車(chē)后橋焊接工作站。汽車(chē)后橋焊接工作站的主要工作任務(wù)就是對(duì)各種汽車(chē)后橋中段的直縫以及后橋附件進(jìn)行焊接，其具有極高的挑戰(zhàn)性與危險(xiǎn)性。因此，需要操作精度極高的機(jī)器人來(lái)完成，以此降低操作的失誤和安全事故發(fā)生概率。由兩臺(tái)固定式安裝的焊接機(jī)器人以及兩個(gè)單軸的焊接變位機(jī)組成的汽車(chē)后橋機(jī)器人焊接工作站也因此誕生。在利用焊接機(jī)器人作業(yè)時(shí)，操作者在工作站外側(cè)負(fù)責(zé)裝卸，焊接機(jī)器人被設(shè)置在工作站的內(nèi)側(cè)且其安裝方式通常是固定坐式。在作業(yè)過(guò)程中，主要依靠?jī)蓚€(gè)安裝在工作站內(nèi)的單軸的變位機(jī)的交替換位來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于機(jī)器人具有高度的柔韌性，因此在實(shí)際使用中可以根據(jù)變位機(jī)的不同設(shè)置不一樣的焊接夾具，并且可以對(duì)變位機(jī)上的焊縫進(jìn)行焊接。

（2）工程機(jī)械焊接工作站。工程機(jī)械焊接工作站的主要工作任務(wù)是對(duì)工程機(jī)械類(lèi)的零部件進(jìn)行焊接，同樣對(duì)焊接精度有著較高的要求，工程機(jī)械焊接工作站也應(yīng)運(yùn)而生。與汽車(chē)后橋焊接工作站不同的是，這一工作站有。通過(guò)焊接機(jī)器人的外部軸來(lái)驅(qū)動(dòng)兩套雙軸焊接變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)，通過(guò)與機(jī)器人的相互協(xié)調(diào)配合，能夠完成相對(duì)比較復(fù)雜的焊接工作。同時(shí)，因?yàn)榱悴考?duì)于操作精度和產(chǎn)品質(zhì)量有著極高的要求，因此，工作站還配備了專(zhuān)業(yè)的焊接始端尋位功能以及電弧焊縫的追蹤功能，用于發(fā)現(xiàn)零部件的不足，進(jìn)而提升機(jī)器人工作站的焊接自動(dòng)化水平，促使軌跡的精準(zhǔn)度以及焊縫的質(zhì)量的提升。

（3）塔吊升降機(jī)焊接工作站。塔吊升降機(jī)焊接工作站的主要任務(wù)是塔吊升降機(jī)總成以及分總成焊接的操作。與上述兩個(gè)工作站的建設(shè)不同，塔吊升降機(jī)焊接工作站的機(jī)器人主要采用了一字型的布局，并且在焊接工位處設(shè)置的自動(dòng)化卸料車(chē)，極大地提高了塔吊升降機(jī)焊接生產(chǎn)中的自動(dòng)化水平。在實(shí)際操作過(guò)程中，考慮到塔吊升降機(jī)自身質(zhì)量較大，裝卸困難，因此直接將自動(dòng)化卸料車(chē)設(shè)置在工作站內(nèi)，如此一來(lái)，不僅能夠節(jié)約卸料時(shí)間，還能夠有效避免來(lái)回運(yùn)輸機(jī)械所耗費(fèi)的資源，有效地提高了塔吊升降機(jī)焊接工作站的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科技以及經(jīng)濟(jì)水平的不斷飛升，機(jī)器人已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用，并以其較高的操作精度得到行業(yè)的認(rèn)可。在工業(yè)發(fā)展方面，工業(yè)化機(jī)器人既提高了工業(yè)效率，又節(jié)省了工業(yè)材料與成本。本文通過(guò)對(duì)汽車(chē)后橋焊接工作站、工程機(jī)械焊接工作站以及塔吊升降機(jī)焊接工作站中機(jī)器人的應(yīng)用，分析了機(jī)器人應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。隨著我國(guó)機(jī)器人研發(fā)水平的進(jìn)一步提升，對(duì)操作精度要求較高且人工操作危險(xiǎn)系數(shù)較高的工業(yè)環(huán)節(jié)，將逐步采用機(jī)器人操作，進(jìn)一步提升我國(guó)工業(yè)發(fā)展質(zhì)量以及自動(dòng)化水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]李恒，張翅，黃智泉，付妍妍，楊威.中部槽機(jī)器人焊接生產(chǎn)線(xiàn)方案設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J/OL].煤炭技術(shù)：1-3[2019-05-05].

[2]李向春，毛志偉，陳記超，袁文劍.新型相貫線(xiàn)焊接機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究[J/OL].熱加工工藝，2019（05）：226-230[2019-05-05].