基于自动化生产线的工业机器人技术分析

基于自动化生产线的工业机器人技术分析

李国辉 刘桂超

共青科技职业学院 机电学院 江西省 332020

摘要：在科学技术高速发展的背景下，工业机器人技术被广泛应用于自动化生产线之中，使工业生产效率大幅度提升。以基于自动化生产线的工业机器人技术分析为题，阐述了工业机器人的结构和特点，对工业机器人技术进行分析。

关键词：自动化生产线；工业机器人；工业生产

在工业生产领域应用工业机器人，有助于构建自动化的工业生产线，与传统人工生产线相比，自动化生产线在生产效率和生产质量方面均具有显著的优势。因此，工业机器人技术受到了研究人员的高度关注。在此背景下，对该课题进行研究，其意义十分重大。

1工业机器人的结构和特点

1.1工业机器人的结构。工业机器人由多个部分构成，主要包括主体、驱动系统和控制系统，在其构成部分之中，主体就好比人的四肢，能够完成各种动作。同时，主体中还包括执行机

构，执行机构的构成部分为臂、手和腕，具有非常高的自由度，普通机器人为3，但一些先进的工业机器人，其自由度超过了7。简言之，自由度越高，机器人功能越强，能够完成更加复杂的工作。而控制系统的功能为根据指令，控制机器人完成既定操作，等同于人类的大脑，而驱动系统的功能为接收指令，然后对动力元件进行驱动，然后通过与执行结构相配合的方式，履行指令内容[1]。

1.2工业机器人的特点。自动化程度高是工业机器人的特点之一，正是基于这一优势，使其被广泛应用于工业生产领域，逐渐对传统工业生产线进行取代，替代人类完成各种复杂的操

作。工业机器人的运行方式主要包括两种，一种是提前输入程序；另一种是人工操作。随着科学技术的不断发展，工业机器人会朝着智能化的方向发展。基于工业机器人的工业生产线与传统人工生产线相比，可以大幅度提升工业生产效率，同时们还能对生产质量进行保证，且无需休息，只需做好日常维护即可实现全天候的工作，故受到了企业和研究人员的高度关注。

2基于自动生产线的工业机器人技术工业生产任务较为复杂且繁重，且其中还隐藏着安全风

险，因此，基于人工操作的工业生产线在工业生产中的作用被不断弱化，逐渐被自动化生产线所取代，究其原因，主要是工业生产对人的身体素质和技术水平提出了严格的要求，再加上人在工作一段时间后需要休息，故生产效率较为有限，而自动生产线则不会被这些问题所困扰。故自动化生产线逐渐被工业生产企业所应用。本文接下来会对基于自动生产线的工业机器人技术进行分析，如下所述：

2.1运行方式的选择。在工业生产过程中，为充分发挥工业机器人的作用，需要确保工作流程的规范性，通过这种方式，使其动作路径的准确性得到提升，促使其可以按照指令完成工业生产任务。据了解得知，不同工业生产领域对工业机器人运行方式所提出的要求也有所差异，以冲压自动化生产为例，工业机器人在冲压生产过程中，需要完成多个动作，主要包括垛料拆垛、板料对中，尤其是在进行板料对中时，还需要合理选择对中方式，在众多对中方式之中，光学对中较为常用，而机械对中和重力对中的应用较少。在板料对中完成后，工业机器人需要进行上料，之后，方能进行冲压生产。冲压生产流程结束后，工业机器人会根据事先输入的指令，重复执行上述步骤，经过多次循环后，由操作人员完成码垛任务[2]。

2.2系统的组成。通过上述分析可知，冲压自动生产由多个工序构成，工业机器人在每个工序中都承担着重要的任务。以此为基础，构建的自动化生产线，也由多个系统构成，包括上料系统、下料系统、输送系统、对中系统、压力系统等。在自动拆垛系统中应用工业机器人，可以使柴垛效率和质量大幅度上升，同时，还能规避人为操作带来的安全问题。某工业生产企业所应用的自动拆垛系统，使用了两个垛料台，且垛台之间保持连

接和互通，只需进行适当的维护，即可实现全天候的生产。这是传统人工生产线所不具备的优势，为提升分料的精准性，还在系统中应用了分张器，这种设备的功能为分料，从而使进料更加合理。输送带会将板料传送到涂油机。为了提升工业机器人取料的效率，系统还在上料区的位置上放置了拆垛车。此外，料板涂油通常会与拉延同步完成，究其原因，主要是在拉延时进行涂油，可以保证涂油的全面性，实现对料板滑移线的清除，不仅可以提升加工精度，还能增强成品的防腐能力[3]。

2.3控制系统。基于工业机器人的自动生产控制系统，其组成部分如下所述：（1）数据层。在自动生产控制系统之中，数据层扮演的角色尤为关键，数据传输和分析是其主要的功能其

效率与系统运行稳定性存在密切的关联。在实际生产阶段，总线是实现设备和物理层数据交换的主要载体，现阶段，各种先进的总线技术被应用于工业生生产之中，在众多总线技术中，EPA技术的应用较为广泛，究其原因，主要是这种总线，在布置和用线方面较为简单，能够满足自动化生产系统的需求。在应用这项总线技术时，可以对监控网络和DCS系统进行合理运用，以实现对工业机器人动作的实时监控和控制，防止工业机器人在外界因素的影响下，对数据层造成损坏。（2）物理层与数据层相比，其内部构成内容较多，数据采集和数据感知是其最主要的功能。物理层设备都具有开放性的特点，彼此之间可以进行信息的共享，有助于工作人员利用系统，获取所需的信息，并在此基础上，制定解决问题的方案，从而使工业机器人动作的精确度得到保证。（3）在控制系统中，交互平台同样发挥了重要作用，能够对系统运行情况、操作流程进行显示，具有可视化的特点，技术人员可以借助操作平台，对系统状态进行掌握，及时发现和消除安全隐患，使系统运行质量得到保证。

2.4安全系统。为保证自动化生产系统的运行安全，对工业机器人可能会出现的故障进行控制，采取安全防护手段尤为关键。尽管在工业生产阶段，自动化生产线通常会被分为多个区

域，且每个区域及内部设备都保持独立运行的状态，但依然存在一些设备重叠区域，如果不采取有效的措施对其进行控制，重叠区域的工业机器人可能会产生直接接触，故受到损伤，影响生产效率。再加上控制系统复杂程度较高，需要技术人员做好系统的调配工作，比如：设计工业机器人参数或调整其运行方式。目前，硬件和软件保护在保护自动化生产线上取了良好的效果。如果具备相应条件，工业企业可以同时采取两种保护措施，构建安全防护体系，在最大限度上，对可能会出现的故障进行预防和控制。

2.5仿真模拟系统。为发挥工业机器人自动化生产线的作用，技术人员可以对工业机器人的离线编程功能进行使用，模拟工业机器人运行的实际情况，并在此基础上，合理调整和优

化其运行方式，以促进生产线工作效率的提升。

2.6工业机器人技术未来发展趋势。通过查阅资料得知，工业机器人技术正处于高速发展的时期，其价值和作用受到了人们的重视，柔性机器人技术、脑机接口技术、情感识别等技术是工业机器人未来发展方向，简言之，工业机器人技术会将人类作为发展目标，不断进行发展。一旦这些技术成为现实，就会对现有工业生产体系造成巨大的冲击，智能化工业生产时代会正式开启。工业机器人技术的发展，带来的不仅仅是优势，其背后还隐藏着一些深层次的问题，比如：以工业机器人为基础的自动化生产线，对传统人工生产线进行取代，会导致大量工人失业，这对于以我国为首的发展中国家来说，是一个巨大的挑战。因此，如何分配自动化生产线和人工生产线的比重，协调好人与及其间的关系，值得我们去研究和关注。

综上所述，在科学技术高速发展的背景下，工业机器人被广泛应用于工业生产领域，基于工业机器人技术的自动化生产线，逐渐对传统人工生产线进行了取代。究其原因，主要是工业机器人自动化生产线有利于提升生产效率，同时还能保证生产加工的精度，并且与人工生产线相比，工业机器人可以实现全天候工作。因此，研究工业机器人技术，有助于促进我国工业生产技术的发展。

参考文献

[1]王庆龙.基于工业机器人的自动化生产线研究[J].内燃机与配件，2019（22）：144-145.

[2]徐永梅.探究基于工业机器人的自动化生产线研究[J].时代汽

车，2019（17）：18-19.[3]田增愿.基于工业机器人的自动化生产线研究[J].科技创新与

应用，2019（27）：66-67.