机械设备制造中自动化技术及工业机器人的应用研究

机械设备制造中自动化技术及工业机器人的应用研究

王鑫磊

中国专利技术开发公司北京100088

摘要：近年来，自动化技术越来越频繁的被应用到机械制造中，自动化技术不仅节约了大量的人力资源，还在原来的基础上大幅度的提高了产品质量及生产效率。本文主要对机械设备制造中自动化技术及工业机器人的应用进行探究。

关键词：机械设备制造；自动化技术；工业机器人；应用

引言

在现代化科技飞速发展过程中，自动化技术及工业机器人进步巨大，目前，工业机器人在程序化操作方面已实现全自动化。在机械设备制造中通过两者的应用可以大大提高产品质量，降低出错率，进一步促进我国机械制造业可持续发展。

1机械设备制造自动化技术的应用优势

1.1提高了机械设计制造的效率

经济的全球化，给经济的发展带来了许多的机遇和挑战。机械设备制造领域，顺应了全球经济发展的潮流，在其自造领域使用了自动化技术，自动化技术为机械制造领域带来了巨大的利益，为众多机械设备制造企业提高了生产效率，减小了企业的压力，成功的使用较少的资本创造了更大的利润，达到了利益最大化。

1.2降低了机械设计制造的成本

科学技术是第一生产力，随着自动化技术在机械设备制造领域中的广泛运用，使企业减少了人工的使用，减少了大量的劳务开支，自动化技术较之人力劳动优势极大，人的精力永远也赶不上机器，其可以二十四小时不间断的进行生产，而且只需要在购买时进行支付，虽然在购买机器时，还需要购买相应的设备，且需要定期保养，花费的价格高昂，但是后期带来的收益时非常可观的，相比较人力劳动，自动化的机械制造对降低成本有着重要贡献。

1.3提高了机械设计制造的精准性

自我国开始实行工业化以来，我国已经成功的从农业大国转型成为了工业大国，尤其是在进行机械设备制造的精准性。传统机械零部件的精度、质量等都足以满足当前的工业技术水平。自动化技术的出现，解决了这个难题，由于互联网的普及，计算机技术的不断提高，将计算机程序运用到机械制造中能够实现自动化，在进行机械零部件的制造时，将设计图及产品的质量参数控制与自动化技术相结合，在数控机床上就可以进行零部件的生产，且自动化技术能够使得机械零部件的精确性得以有效的控制，极大的提高了整体产品的精准性。

2工业机器人的概念及结构特征

（1）概念。针对工业机器人而言，在工业领域中有两种，一种是具有较高自由度的机器人，另一种是关节较多的机械手，可以依赖于自身开展工作。它的多种功能主要是利用自身动力与控制力实现，并且严格遵守人工智能技术原则，由此开展活动。（2）结构特征。分别选用位于遥控操作器上的连杆机构以及数控机床上的伺服轴，通过工业机器人连接两者，在此之前设定机械手动作，并且进行编程输入，此时工业机器人便可自行活动。因为它的生产成本比较低，因此适用性与经济性更强。相关工业机器人位于冲压自动化生产线，这部分工业机器人已经具备了人类的行走功能及感知功能等。另外，还可以按照已经设定好的程序，对工作对象进行相应调整。

3机械制造中自动化技术的应用

3.1军事装备制造业

于我国工业生产整体来讲，军事装备制造占据着重要地位，在我国工业生产中居于首要位置，它支撑着我国工业生产的发展。随着我国社会经济、综合国力的不断提升，传统纯粹制造生产模式已经难以满足国家、社会发展的需求，创新成为了传统制造行业转型发展的目标。应用于军事装备制造业的自动化技术必须满足高效、集成、精细等特点，精锻机具有上述特点，能够实现制造精密设备，但该设备在后期运行中容易因压力作用引发细长料弯曲变形问题，通过运用自动化技术改良设备，通过有效调试锻打细长料的高度可以有效避免这一问题，有助于保障我国军事装备制造质量。

3.2工程机械制造业

自动化技术，顾名思义，其具有自动化特点，极大提高了工程机械制造自动化水平，例如，液压系统在机械运行过程中需要承受较大荷载，它具备效率高的优势，但也存在耗能量大、维护难度高等缺陷，且还容易受到如自重、环境等外界因素干扰。面对众多干扰因素，在工程机械制造过程中为液压系统设置了严格的质量标准。但随着自动化技术水平的提高，有效缓解了液压系统的缺陷问题，例如，缸筒材质使用碳纤维强化塑料，以提高工程机械荷载能力与强度。

3.3农业机械制造业

现代化农业产业发展会应用到众多机械设备，多种类型的设备需要大量液压元件，因此液压技术在农业机械制造中具有较高的应用价值。因为农业生产环境较为恶劣，与之相对的是对机械性能的要求较高，基于此，也要求充分掌握液压技术。对于自动化技术中的液压技术来讲，静液压技术比其他类型的液压技术具有更明显的应用优势，例如，操作简便、提高生产效率等，目前，静液压技术已经被广泛应用到了农业机械制造中，极大促进了农业生产效率的提升。鉴于该技术的应用优势，应当加强该技术在农业机械制造中的应用，以促进农业自动化生产发展。

4工业机器人在冲压自动化生产线中的应用

4.1拆垛系统

该系统充分应用可循环双垛料台，在冲压自动化生产线中，自动拆垛单元是其必备系统。这一单元中的设备包括拆垛小车与自动涂油装置等。对于板件板料拉延，在安排涂油工序时，通过自动涂油机将拉延油涂抹在板料表面，对于板件十分有利，可以确保其表面质量和润滑度。上料区以及完成上料的位置都是拆垛小车的停放处，对于机器人取料比较方便。

4.2控制系统

控制系统的主要工作对象是拆垛机、线尾输送系统以及涂油机等，对其实施控制，并且在冲压自动化生产线上，工业机器人集中与分散监控不同系统。其一，控制系统设备层。设备层位于系统最底部，同时也是其中的核心环节，主要组成部分有执行机构、现场操作站等，可以直接联系位于控制层的PLC，使其接受输入信号，然后将其输出指令向现场设备传送。其二，控制层。在不同部门中，所应用的控制系统都是应用位于现场总线的PLC，其功能主要是单独控制、连线自控等。当应用现场总线控制系统时，能够为系统运行可靠性与稳定性提供重要保障。所有PLC和它的上位机交换数据，此时通常利用以太网，向监控系统传输。其三，人机界面。SIEMENS是它所应用的触摸屏，并且将其配备于所有控制单元，然后由Profibus总线实现通讯。在控制单元中，其触摸屏具有指示灯与操作按钮，可以依靠自己进行错误信息的诊断，并且发出报警信号。在控制单元中的I/O信号，它的显示色并不一样。系统在发现节点故障时会立刻报警，而人机界面将其显示在画面中，为维修人员提供便利。

4.3仿真模拟系统

在将工业机器人应用于冲压自动化生产线上之后，能够充分应用虚拟环境，由此模拟冲压线运行，从而防止多种问题出现，比如系统干涉、生产现场不合理节拍等。随着生产线的运行，利用机器人进行离线编辑与运行线路的模拟，能够有效提高实验效率与设备的可靠性。

结语

综上所述，随着社会经济的不断发展，人们物质生活水平的日益提高，社会对高质量、大规模工业产品的要求越来越高，工业行业需要提高生产力，应用机械设备是大势所趋，对机械设备的依赖度也与日俱增。因此，应该广泛应用自动化技术及工业机器人，在最大程度上发挥两者的作用与优势，有效解放劳动力，降低生产出错率，提高产品质量。

参考文献

[1]刘粲.浅析新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用[J].山东工业技术,2019(12):23.

[2]任飞.机器人在汽车智能制造中的应用探讨[J].河北农机,2018(11):39-40.

[3]廖承平.机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨[J].南方农机,2018,49(23):189-190.