摘要: 智能制造系統(tǒng)可以在確定性受到限制或沒有先驗(yàn)知識的、不能預(yù)測的環(huán)境下，根據(jù)不完全的、不精確的信息來完成擬人的制造任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能、控制技術(shù)等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的復(fù)雜智能機(jī)器。本文通過對生產(chǎn)線上工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用介紹，初步探討了工業(yè)機(jī)器人在智能制造中的應(yīng)用前景。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用提高了工作效率，減少了人力成本，增加安全系數(shù)，提升質(zhì)量控制系統(tǒng)的能力，而且能夠縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期和改善勞動條件。

　　關(guān)鍵詞: 智能制造; 工業(yè)機(jī)器人; 冷軋生產(chǎn)線; 應(yīng)用介紹; 應(yīng)用前景

　　0 引言 50 年代末，機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)入了現(xiàn)代制造技術(shù)階段，60 年代末，機(jī)床的數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)床加工過程的自動化，這就是最初的直接數(shù)字控制技術(shù)( DNC) ，然后出現(xiàn)了加工中心和柔性制造系統(tǒng) ( FMS) ，實(shí)現(xiàn)了在生產(chǎn)過程中自動化取代體力勞動。到了80 年代，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)( CIMS) 在制造工藝中取代了部分腦力勞動。80 年代末，激烈的全球市場競爭對制造系統(tǒng)提出了更高的要求，要求制造系統(tǒng)可以在確定性受到限制的或沒有先驗(yàn)知識的、不能預(yù)測的環(huán)境下，根據(jù)不完全的、不精確的信息來完成擬人的制造任務(wù)[1]。工業(yè)機(jī)器人是綜合機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能、控制技術(shù)等多種學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的復(fù)雜智能機(jī)器[2]。將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用在制造業(yè)中，不僅可以提高勞動生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，而且能夠縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期和改善勞動條件。工業(yè)機(jī)器人具有重復(fù)精度高、可靠性好、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電子、物流等行業(yè)，已被證明是當(dāng)前最高效的生產(chǎn)工具[3]。本文通過對冷軋生產(chǎn)線上工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用介紹，初步探討了工業(yè)機(jī)器人在冷軋生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用前景。

　　湛江鋼鐵作為寶鋼股份智能制造的樣板工廠，在自動化生產(chǎn)線上應(yīng)用了各種類型的工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用提高了工作效率，減少了人力成本，增加安全系數(shù)，提升質(zhì)量控制系統(tǒng)的能力，而且能夠縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期和改善勞動條件，工業(yè)機(jī)器人在智能制造中有廣闊的應(yīng)用前景。

　　1 自動拆捆機(jī)器人

　　冷軋帶鋼是以鋼卷方式生產(chǎn)的，每一個(gè)鋼卷在生產(chǎn)前，都必須經(jīng)過拆捆、開卷、穿帶，然后加速到正常速度工作，占用較多的生產(chǎn)時(shí)間。自動拆捆機(jī)的使用可以自動把前道機(jī)組過來的鋼卷捆帶剪斷，拆捆機(jī)的機(jī)頭能夠橫向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并可自動測定卷邊和捆帶的位置。在剪完捆帶后，拆捆機(jī)還能把剪下來的捆帶自動壓成最小尺寸的捆，自動卸入廢料斗中。使用拆捆機(jī)裝置省去人工操作從而降低事故發(fā)生的可能性，生產(chǎn)效率明顯提高。

　　2 自動取樣機(jī)器人

　　自動取樣機(jī)器人對鋼板進(jìn)行自動取樣和打標(biāo)記，自動取樣裝置包含一臺機(jī)器人、一套取樣貼標(biāo)夾具、4 個(gè)立放樣板斗和一個(gè)平放樣板斗及平斗推出機(jī)構(gòu)等。自動取樣機(jī)器人在機(jī)組取樣剪后，負(fù)責(zé)將取樣小車?yán)锏脑嚇影宸謩e進(jìn)行貼標(biāo)并搬運(yùn)到制定的料斗里。自動取樣機(jī)器人可以減少勞動力，縮短作業(yè)時(shí)間，質(zhì)量過程控制穩(wěn)定性顯著提高。自動取樣機(jī)器人的取樣過程如圖 1 所示。

　　3 自動貼標(biāo)簽機(jī)器人

　　在冷軋生產(chǎn)工藝流程里，鋼卷打捆完成后隨鋼卷小車到達(dá)貼標(biāo)工位，此時(shí)自動貼標(biāo)裝置接收到主控制系統(tǒng)發(fā)送的鋼卷數(shù)據(jù)，并打印、拾取、粘貼標(biāo)簽，整個(gè)貼標(biāo)過程中封鎖鋼卷小車的運(yùn)動。貼標(biāo)頭通過真空的方式吸附標(biāo)簽，并計(jì)算出鋼卷的直徑和寬度，然后貼標(biāo)頭機(jī)械臂移動到鋼卷指定貼標(biāo)表面，吸附著標(biāo)簽的貼標(biāo)頭先壓靠鋼卷表面，然后通過輥輪撫平標(biāo)簽，將標(biāo)簽牢靠地粘貼在鋼卷外圈表面。最后自動貼標(biāo)機(jī)回到待機(jī)位，出口鋼卷小車解鎖。自動貼標(biāo)簽機(jī)器人可以省去人工貼標(biāo)簽的時(shí)間，作業(yè)時(shí)間縮短，生產(chǎn)效率提高。

　　4 無人行車的應(yīng)用

　　一臺行車要完成一次鋼卷調(diào)運(yùn)，需要一名行車工操控行車，一名庫位工找準(zhǔn)庫位，通過對講機(jī)和吊運(yùn)計(jì)劃單傳遞吊運(yùn)信息。然而一臺無人駕駛的行車，只需編制好生產(chǎn)計(jì)劃、轉(zhuǎn)庫吊運(yùn)計(jì)劃，系統(tǒng)就能自動分配任務(wù)并設(shè)定行車行駛路線完成吊運(yùn)作業(yè)，無人行車的路線可以自動進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，縮短了吊運(yùn)路程，最大程度的減少能耗。無人行車平穩(wěn)的抓起一卷帶鋼，一分鐘后便能完成鋼卷實(shí)物入庫和信息同步。無人行車的吊運(yùn)作業(yè)指令均通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，提高了無紙化作業(yè)的程度，降低了吊運(yùn)出錯(cuò)率。無人行車的精確定位、輕裝輕卸和抗浪擺技術(shù)，可以最大程度的保證鋼卷質(zhì)量。無人行車按照程序預(yù)定的安全作業(yè)流程進(jìn)行作業(yè)，杜絕違章吊運(yùn)，安全系數(shù)提高。實(shí)現(xiàn)信息流和物流的一致，消除了由于人為因素造成的產(chǎn)品異材。

　　5 結(jié)束語

　　工業(yè)機(jī)器人的銷量近年來一直呈上升趨勢，中國已成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場，并且還在呈增長趨勢[4]。本文通過對生產(chǎn)線上自動拆捆工業(yè)機(jī)器人、自動取樣機(jī)器人、自動貼標(biāo)簽機(jī)器人、無人化行車的應(yīng)用介紹，從提高工作效率、減少成本，增加安全系數(shù)，提升質(zhì)量控制系統(tǒng)的能力等方面，初步探討了工業(yè)機(jī)器人在冷軋生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用前景。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]LI Xu-rong. Intelligent manufacture adapts to agile manufacture production mode in the 21st century [J]. HuNan Agricultural Science & Technology Newsletter，2003，4 ( 3) : 19.

　　[2]徐方. 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2007( 5) : 2.

　　[3]譚民，王碩. 機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 自動化學(xué)報(bào)，2013，39( 7) : 963.[4]孟明輝，周傳德，陳禮彬，等. 工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)及應(yīng)用綜述[J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2016( 增刊 1) : 98.

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