智能制造領域協(xié)作機器人應用

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【內(nèi)容摘要】在經(jīng)濟迅猛增長的今天，隨著科學技術的發(fā)展，使得智能機器人技術更加成熟與完善，從而出現(xiàn)了更加先進的協(xié)作機器人，相對于傳統(tǒng)機器人來說，協(xié)作機器人具有高效、便捷等諸多優(yōu)勢，有效地將其應用到智能制造領域，可以為整個領域的發(fā)展提供重要幫助?；诖耍疚耐ㄟ^對協(xié)作機器人的簡單概述，進而闡述了其與傳統(tǒng)機器人之間存在的區(qū)別，之后以此為基礎，從多個角度出發(fā)，探討了協(xié)作機器人在智能控制領域的具體應用，并對協(xié)作機器人的未來發(fā)展進行了展望，以使協(xié)作機器人在實際當中發(fā)揮出更大的作用。

【關鍵詞】智能化;制造領域;協(xié)作機器人

制造領域的迅猛發(fā)展，逐漸對智能化技術產(chǎn)生了更高的技術，并對該技術進行了廣泛應用，通過該技術不僅降低了生產(chǎn)成本，而且還加快了生產(chǎn)效率，提高了生產(chǎn)質量，對整個領域的發(fā)展具有重要意義。近年來，隨著制造業(yè)智能化建設速度的不斷加快，對內(nèi)部生產(chǎn)活動提出了更高的要求，依然采用人工生產(chǎn)或者是傳統(tǒng)機器人的生產(chǎn)方式，已經(jīng)不能滿足這一需求，需要尋找更加先進的方式替代，協(xié)作機器人是效果較為良好的一種。

一、協(xié)作機器人概述

所謂的協(xié)作機器人，指的是生產(chǎn)活動開展時，能夠在不打擾人員正常工作的基礎上，與人員同時進行工作，使兩者保持協(xié)同性，其中不僅體現(xiàn)出了人類的智慧，而且還展示出機器人的效率。有效地將其應用到生產(chǎn)活動當中，能夠大大提升生產(chǎn)效率，為企業(yè)更好的發(fā)展奠定良好基礎。對于協(xié)作機器人來說，具有很多顯著的特點，具體來說，主要包括下述幾個方面:一是輕量化。機器人內(nèi)部結構較為簡單，集成化程度較高，電子元件相對較少，不僅有利于人員的操控，而且還具備更強的安全性。二是友好性。不論是整個表面，還是一些關節(jié)處，均非常的光滑，沒有尖銳的轉交，不會對人員或物品造成傷害。三是感知力。機器人運行時，能夠自動采集周邊環(huán)境信息，并通過信息的分析，了解周邊環(huán)境的具體情況，并以此為基礎，對行動方案進行調(diào)整。四是人機協(xié)作。對外界環(huán)境非常的敏感，當其達到已設定的力時，則會立刻停止運行，此外，系統(tǒng)內(nèi)部存在風險的評估，因而無需設置保護欄，使得整個生產(chǎn)現(xiàn)場內(nèi)，能夠與人員同時完成工作。五是編程方便。不論是專業(yè)的技術人員，還是一般人員，均可完成編程工作，有利于機器人的使用。

二、協(xié)作機器人與傳統(tǒng)機器人的區(qū)別

相對于傳統(tǒng)機器人來說，協(xié)作機器人具有多方面優(yōu)勢，具體來說，包括下述幾個方面:一是由于協(xié)作機器人感知力更強，能夠更加精準地采集外界的信息，因而控制效果更好。二是與傳統(tǒng)機器人相比，協(xié)作機器人智能化程度更高，可以與人員同時完成工作，不會對人員造成傷害。而傳統(tǒng)機器人工程現(xiàn)場內(nèi)，無關人員通常不可入內(nèi)，需要圍上保護欄。三是傳統(tǒng)機器人運行時，若其出現(xiàn)故障，需要由相應的機械設備代替其工作，若其他設備性能較低戶存在故障，則會導致整個產(chǎn)線停止運行，無法繼續(xù)開展生產(chǎn)工作，而在協(xié)作機器人方面，存在較高的柔性，可以與人員共同完成工作，因而其無法正常使用時，是由附近的人員接替其工作，使得整個生產(chǎn)活動能夠順利進行下去。由于協(xié)作機器人具有諸多優(yōu)勢，因而被一些大規(guī)模企業(yè)進行了應用。但需要注意的是，相對于傳統(tǒng)機器人來說，協(xié)作機器人價格貴，成本高，因而不適合中小型企業(yè)的應用。

三、協(xié)作機器人在智能制造領域的應用

(一)拾取與放置。以往階段，智能制造過程中，依然存在一些工作需要由人工手動完成，最為常見的就是物品的拾取與放置。對于這項工作來說，由于需要反復進行同一個動作，不僅需要耗費較大的體力，為人員帶來較大的工作負擔，且會人員身體造成損害，同時，還會增加工作的枯燥感，導致人員難以集中精神力，使得工作當中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，影響物品的放置效率。而協(xié)作機器人的應用，則可有效改善上述情況，大大降低了人員的勞動量。所謂的拾取與放置工作，就是將物品從某個區(qū)域提起后，將其放置到指定的區(qū)域。智能制造領域，通過這項工作的開展，能夠取下傳送帶上山的產(chǎn)品，有利于后續(xù)的包裝。拾取過程中，還應采取相應的視覺技術，通過該技術觀察產(chǎn)品的位置，然后利用機械臂將其抓起，并放入到特定位置上。

(二)設備監(jiān)控。在智能制造領域當中，雖然會通過相應的監(jiān)控軟件對生產(chǎn)設備進行監(jiān)控，以及時發(fā)現(xiàn)其中存在的故障，并予以解決，但為了確保生產(chǎn)設備穩(wěn)定運行，依然需要人員的配合。而人員監(jiān)控時，不僅需要消耗大量體力，而且還會使眼睛產(chǎn)生疲勞感，影響人員的身體健康。而應用協(xié)作機器人后，則能夠有效地將人員解放出來，同時，由于協(xié)作機器人智能化程度更高，感知力更強，能夠同時監(jiān)管多臺設備，大大提升了監(jiān)管效率，為設備的穩(wěn)定運行提供了重要幫助。在監(jiān)控類的機器人當中，存在相應的I/O對接元件，通過這些元件進行信息的傳遞，以達到監(jiān)控設備運行的目的。

(三)包裝碼垛。產(chǎn)品放置到指定位置后，需要對其進行包裝與碼垛，為產(chǎn)品的運輸打下良好基礎。對于這一工作來說，通常由多個環(huán)節(jié)構成，如收縮包裝、箱體裝配等，因而與放置工作具有相類似的特點，即需要反復進行同一動作，而產(chǎn)品當中，通常存在小負載，會帶給人員一定的負擔，但在協(xié)作機器人方面，則非常適合。協(xié)同機器人運行前，只需要根據(jù)包裝碼垛的需求，設置相應的代碼指令，機器人就會自動完成這項工作，并針對環(huán)境實際情況，進行自我調(diào)節(jié)，不會受到人員的打擾，也不會對人員進行打擾。

(四)加工作業(yè)。產(chǎn)品制造的工程中，加工作也是最為關鍵的一個環(huán)節(jié)，即通過相應的技術手段，生產(chǎn)出相應的產(chǎn)品，這一環(huán)節(jié)開展效果的好壞，直接關系到產(chǎn)品的質量。智能制造領域開展加工作活動時，即對協(xié)作機器人進行了應用，如焊接、涂膠等。對于這些工作來說，均具有同一個特點，即在相同的路徑內(nèi)，反復完成同一動作。若由心人員完成，應在正式入崗前，開展諸多培訓活動，使人員具備豐富的理論知識，以及較強的實踐工作能力后，才可有效完成該項工作。如果應用了協(xié)作機器人，則能夠改善這一問題，提高生產(chǎn)效率。通過上述分析我們可以發(fā)現(xiàn)，協(xié)作機器人存在諸多優(yōu)勢，如編程更加簡單，大部分人員均可獨立完成，所以，產(chǎn)線一線工人即可根據(jù)自身的工作需要，對機器人進行設置，進而協(xié)同完成整個工作。

(五)精加工作業(yè)。產(chǎn)品制造時，不僅需要一般的加工作業(yè)，同時還要開展一些精加工作業(yè)，如拋光、打磨等，這些工作若交由人員完成，需要耗費大量時間，處理的效果也不一定很好，難以滿足產(chǎn)品精度的要求，更重要的是，會對人員造成一定傷害。所以，需要利用其它方式進行代替，協(xié)作機器人就是較為良好的一種，機器人運行之前，在系統(tǒng)內(nèi)設置出相應的參數(shù)，在這些參數(shù)的控制下，有效地完成精加工作業(yè)，在機器人內(nèi)部，存在力控制模塊，進而賦予其更強的耐用性，能夠長時間反復完成同一動作。

(六)質量檢測。除上述幾個方面之外，還可以將協(xié)作機器人應用到質量檢測工作當中，通過這一技術的應用，能夠有效提升檢測效率，為保證產(chǎn)品質量打下良好基礎。檢測時，主要內(nèi)容包括:實物與模型的對比，產(chǎn)品精度是否達到要求等，由機器人自動完成檢測活動，無需人員的操控，能夠在最短的時間內(nèi)，獲得較為準確的結果。

四、協(xié)作機器人的未來發(fā)展趨勢

(一)多樣化。在我國，很多企業(yè)對協(xié)作機器人產(chǎn)生了重視，并進行了相關的實踐研發(fā)工作，最開始，主要是對國外技術進行借鑒，而到了當前，逐漸出現(xiàn)了一些屬于我國獨立的產(chǎn)品，在世界范圍內(nèi)具有更強的影響力。然而在核心零件方面，我國一直沒有形成先進的技術，大部分零件均需要從國外采購，成本較高，且處于被動地位，不利于我國產(chǎn)品在國際市場中的競爭。所以，相關企業(yè)應對此產(chǎn)生重視，加強對核心零件的研發(fā)速度，逐漸擺脫對國外的依賴。

(二)模塊化。目前，在國內(nèi)外工業(yè)設計領域當中，均對模塊化設計理念進行了應用，在這一理念的引導下，能夠提升生產(chǎn)速度、賦予產(chǎn)品更高的性能，從而推動了現(xiàn)代社會的發(fā)展。所以，在協(xié)作機器人研發(fā)時，也要對這一理念進行應用，有效將其融入到機器人的設計當中，以進一步提升機器人的性能，同時大幅度降低機器人的價格，使得中小型制造企業(yè)也能夠對其應用，以促進我國整個智能制造領域的發(fā)展。

五、結語

綜上所述，隨著機器人技術的快速發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了性能更加良好的協(xié)作機器人，相對于傳統(tǒng)機器人來說，協(xié)作機器人安全性更高、智能化水平更強，能夠與人員進行配合，因而被應用到智能制造領域，通過這一技術的應用，有效提升了生產(chǎn)速度，減少了人員的參與，大大提升了生產(chǎn)工作的質量，使得產(chǎn)品在市場中具有更強的競爭力。

【參考文獻】

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［2］田勇，王洪光，潘新安，等．一種協(xié)作機器人工作空間靈活度的求解方法［J］．機器人，2019，41(3):298～306

作者:楊超 單位:四川紅華實業(yè)有限公司