工业4.0 工业机器人大显身手

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我国自2013年以来已连续六年成为全球最大工业机器人消费市场,占据超过1/3的份额,随着企业智能转型的需求,工业机器人在智能化生产中的角色越来越重要。

1.工业机器人的规模化生产应用

随着德国工业4.0概念的提出,《中国制造2025》的发布,工业机器人作为生产制造过程中重要的组成部分,从最初的企业为替代人力和降低生产成本用于生产,到现在工业机器人早已成为标准配置的自动化装备,在生产的各个方面得到广泛的应用,并成为工厂规模化生产的一道靓丽的风景线。

工业4.0 工业机器人大显身手 工业机器人

伴随着市场的需要和科学技术的发展进步,工业机器人在工厂的应用范围越来越大,功能也越来越强,从开始的只能实现替代人力,完成简单的、重复的取放料的动作,到现在从提升产品生产效率、工艺和产品品质等方面来构建自动化工站。

目前,工业机器人的生产应用已渗透到产品生产的各个环节,在既定的程序和范围内,实现的产品加工、取放、搬运、堆叠等功能。当然,并不是所有的生产环节都适合用工业机器人,在投入应用前,应对其进行全面的技术经济效益评估,需满足以下几点:

① 工业机器人的取放料动作在时间上应满足生产效率的要求。

②应满足产品的生产工艺要求和集成化设备的技术要求。

③工业机器人抓取物料应满足生产过程中产品加工精度、外观等要求。

④满足生产负荷和安全防护要求

2.工业机器人的在生产中的角色

随着工业机器人在生产中应用范围的扩大,也不断对机器人有了更高的要求,机器人技术水平得到不断提高,尤其是性能和智能水平的提高,使得机器人不断代替人在生产中的角色,从代替人的大部分体力劳动,到部分脑力劳动,再不断地发展到集成自动化生产系统中,发挥着管理协调的作用。

单独的一个机器人在生产中没有任何实用价值,机器人在生产中,只有根据生产过程、产品结构、工艺要求等因素,通过不同的末端执行器(手爪)体现出来,实现各种上下料、装配、加工、焊接、堆叠、检测等作业功能。

工业4.0 工业机器人大显身手 工业机器人的在生产中的角色

3.工业机器人集成CNC数控加工

在CNC数控生产加工过程中,往往需要的人力较多,需要操作人员、上下料人员、检测人员、搬运物料人员、维修保养技术人员等,在这种人工参与度较高的生产环境中,产能、成本、品质等方面很容易受到影响,因此如何利用机器人和自动化设备来降低人力需要,减少人力成本显得尤为重要。

工业4.0 工业机器人大显身手 工业机器人集成CNC数控加工

在满足现有的生产效率和节拍的基础上,对CNC数控生产产品的工艺、车间布局、物流现状等方面综合分析,利用机器人模仿CNC操作和上下料人员的动作要求,替代CNC数控机床操作和上下料人员进行作业,开发出了CNC一拖二工作站。

同时在CNC一拖二的基础上,开发了CNC一拖N系统,在满足生产速度的前提下,将机器人安装在导轨上,扩大了机器人的工作范围,一个机器人对应多台CNC加工中心,把机器人经济效益最大化。

4.“工业4.0”工厂

科学合理的工厂自动物流的规划,是实现智能工厂的前提条件,根据各个加工工站的物流需求(方式、需求量、需求节拍),来建立系统化的自动物料供给系统,开发物流调度逻辑,设置物流对接站点。利用AGV小车来替代物流人员,将车间的所有生产设备、自动化工站、加工单元、检测等等环节连接起来,以减少中间环节、缩短产品物流周期,使加工、装配、检测、物流和上下料等生产环节有序连接在一起,实现物料准确、及时、有序的在生产单元之间进行自动传递对接。

通过构建SCADA系统,实时采集、分析、监控产品在生产工站的加工情况、设备的状态信息、AGV实时运行状态、设备故障和原因分析、产能及生产周期统计、产品检测数据等,并将数据传递到生产数据监控中心,来保证产品生产品质和生产的连续性,同时不断优化生产工艺,降低损耗损时,提高生产效率。

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