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浅析工业机器人在智能制造中的应用

发布时间:2018-07-23 14:58所属分类:理工论文浏览:1

摘要:智能制造系统可以在确定性受到限制或没有先验知识的、不能预测的环境下,根据不完全的、不精确的信息来完成拟人的制造任务。工业机器人是集机械、电子、计算机、传感器、人工智能、控制技术等多学科先进技术于一体的复杂智能机器。本文通过对生产线上工

  摘要:智能制造系统可以在确定性受到限制或没有先验知识的、不能预测的环境下,根据不完全的、不精确的信息来完成拟人的制造任务。工业机器人是集机械、电子、计算机、传感器、人工智能、控制技术等多学科先进技术于一体的复杂智能机器。本文通过对生产线上工业机器人的应用介绍,初步探讨了工业机器人在智能制造中的应用前景。工业机器人的应用提高了工作效率,减少了人力成本,增加安全系数,提升质量控制系统的能力,而且能够缩短生产准备周期和改善劳动条件。

  关键词:智能制造,工业机器人,冷轧生产线,应用介绍,应用前景

  0引言

  50年代末,机械制造技术进入了现代制造技术阶段,60年代末,机床的数控技术实现了机床加工过程的自动化,这就是最初的直接数字控制技术(DNC),然后出现了加工中心和柔性制造系统(FMS),实现了在生产过程中自动化取代体力劳动。到了80年代,计算机集成制造系统(CIMS)在制造工艺中取代了部分脑力劳动。80年代末,激烈的全球市场竞争对制造系统提出了更高的要求,要求制造系统可以在确定性受到限制的或没有先验知识的、不能预测的环境下,根据不完全的、不精确的信息来完成拟人的制造任务[1]。

  工业机器人是综合机械、电子、计算机、传感器、人工智能、控制技术等多种学科先进技术于一体的复杂智能机器[2]。将工业机器人应用在制造业中,不仅可以提高劳动生产率、保证产品质量,而且能够缩短生产准备周期和改善劳动条件。工业机器人具有重复精度高、可靠性好、适用性强等优点,广泛应用于汽车、机械、电子、物流等行业,已被证明是当前最高效的生产工具[3]。

  本文通过对冷轧生产线上工业机器人的应用介绍,初步探讨了工业机器人在冷轧生产工艺中的应用前景。湛江钢铁作为宝钢股份智能制造的样板工厂,在自动化生产线上应用了各种类型的工业机器人。工业机器人的应用提高了工作效率,减少了人力成本,增加安全系数,提升质量控制系统的能力,而且能够缩短生产准备周期和改善劳动条件,工业机器人在智能制造中有广阔的应用前景。

  1自动拆捆机器人

  冷轧带钢是以钢卷方式生产的,每一个钢卷在生产前,都必须经过拆捆、开卷、穿带,然后加速到正常速度工作,占用较多的生产时间。自动拆捆机的使用可以自动把前道机组过来的钢卷捆带剪断,拆捆机的机头能够横向和旋转运动,并可自动测定卷边和捆带的位置。在剪完捆带后,拆捆机还能把剪下来的捆带自动压成最小尺寸的捆,自动卸入废料斗中。使用拆捆机装置省去人工操作从而降低事故发生的可能性,生产效率明显提高。

  2自动取样机器人

  自动取样机器人对钢板进行自动取样和打标记,自动取样装置包含一台机器人、一套取样贴标夹具、4个立放样板斗和一个平放样板斗及平斗推出机构等。自动取样机器人在机组取样剪后,负责将取样小车里的试样板分别进行贴标并搬运到制定的料斗里。自动取样机器人可以减少劳动力,缩短作业时间,质量过程控制稳定性显著提高。自动取样机器人的取样过程如图1所示。

图1

  3自动贴标签机器人

  在冷轧生产工艺流程里,钢卷打捆完成后随钢卷小车到达贴标工位,此时自动贴标装置接收到主控制系统发送的钢卷数据,并打印、拾取、粘贴标签,整个贴标过程中封锁钢卷小车的运动。贴标头通过真空的方式吸附标签,并计算出钢卷的直径和宽度,然后贴标头机械臂移动到钢卷指定贴标表面,吸附着标签的贴标头先压靠钢卷表面,然后通过辊轮抚平标签,将标签牢靠地粘贴在钢卷外圈表面。最后自动贴标机回到待机位,出口钢卷小车解锁。自动贴标签机器人可以省去人工贴标签的时间,作业时间缩短,生产效率提高。

  4无人行车的应用

  一台行车要完成一次钢卷调运,需要一名行车工操控行车,一名库位工找准库位,通过对讲机和吊运计划单传递吊运信息。然而一台无人驾驶的行车,只需编制好生产计划、转库吊运计划,系统就能自动分配任务并设定行车行驶路线完成吊运作业,无人行车的路线可以自动进行优化计算,缩短了吊运路程,最大程度的减少能耗。无人行车平稳的抓起一卷带钢,一分钟后便能完成钢卷实物入库和信息同步。

  无人行车的吊运作业指令均通过网络传输,提高了无纸化作业的程度,降低了吊运出错率。无人行车的精确定位、轻装轻卸和抗浪摆技术,可以最大程度的保证钢卷质量。无人行车按照程序预定的安全作业流程进行作业,杜绝违章吊运,安全系数提高。实现信息流和物流的一致,消除了由于人为因素造成的产品异材。

  5结束语

  工业机器人的销量近年来一直呈上升趋势,中国已成为全球第一大工业机器人市场,并且还在呈增长趋势[4]。本文通过对生产线上自动拆捆工业机器人、自动取样机器人、自动贴标签机器人、无人化行车的应用介绍,从提高工作效率、减少成本,增加安全系数,提升质量控制系统的能力等方面,初步探讨了工业机器人在冷轧生产工艺中的应用前景。

  参考文献:

  [1]LIXu-rong.Intelligentmanufactureadaptstoagilemanufactureproductionmodeinthe21stcentury[J].HuNanAgriculturalScience&TechnologyNewsletter,2003,4(3):19.

  [2]徐方.工业机器人产业现状与发展[J].机器人技术与应用,2007(5):2.

  [3]谭民,王硕.机器人技术研究进展[J].自动化学报,2013,39(7):963.

  [4]孟明辉,周传德,陈礼彬,等.工业机器人的研发及应用综述[J].上海交通大学学报,2016(增刊1):98.

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