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浅析工业机器人在金属成型机床制造中的运用论文

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2024-04-11 13:50:24    来源:    作者:heting

摘要:随着城市化进程的加快,社会对于工业品的需求不断提升,就需要相关行业加强作业效率以及质量,以满足社会发展的需要。金属成型机床作为工业发展的关键设备,直接影响作业效率,也就成为行业发展的要点。现阶段,科技水平提升的背景下,越来越多的工业厂家将机器人应用到金属成型机床的制造中,在保证作业质量的基础上加快效率。本文从工业机器人入手,浅谈其发展现状、优势以及在金属成型机床中的应用策略。

  摘要:随着城市化进程的加快,社会对于工业品的需求不断提升,就需要相关行业加强作业效率以及质量,以满足社会发展的需要。金属成型机床作为工业发展的关键设备,直接影响作业效率,也就成为行业发展的要点。现阶段,科技水平提升的背景下,越来越多的工业厂家将机器人应用到金属成型机床的制造中,在保证作业质量的基础上加快效率。本文从工业机器人入手,浅谈其发展现状、优势以及在金属成型机床中的应用策略。

  关键词:工业机器人,金属成型机床,工业,运用策略

  工业作为社会发展的主要推动力,直接影响社会发展水平,因此实际作业环节,就需要相关人员加强对工业发展的重视。而金属机床作为工业发展的关键设备,对于作业的质量以及效率起到决定性的作用,是工业发展不可或缺的关键设备,工业发展就需要对机床进行升级。随着科学技术发展,工业机器人逐渐成为机床作业的关键,可以利用专业的机器人实现机床的信息化控制与自动化作业,很大程度上规避了人力作业存在的失误以及隐患,在保证作业质量的基础上加快作业效率。在此背景下,就要求企业加强对工业机器人的重视,并且在实际发展中合理地将其运用到金属成型机床制造中。但是金属成型机床较为精密,再加上工业机器人的技术性很强,现阶段二者的融合还存在一些隐患,一定程度上制约工业的发展,因此本文就针对工业机器人以及金属成型机床进行研究,科学合理地实现二者融合。

  1工业机器人以及金属成型机床概述

  1.1工业机器人以及金属成型机床的概念

  实际作业环节,随着科学技术的发展,智能机器人逐渐成为社会发展的重要一环,工业发展过程中,工业机器人也逐渐应用到各个环节,一定程度上提升工业发展的质量和效率。而工业机器人是指运用在工业领域承担各项作业的多功能智能化机械装置,具有很强的智能化以及自动化。作业环节,工作机器人能凭借自身的控制能力完成一些工作,从而广泛应用到电子信息、物流运输以及化工生产等领域。而金属成型机床则是指锻压设备,主要功能是凭借自身的硬度对需要进行塑型的金属进行形态转变,使其满足工业发展的需要。实际作业环节,金属成型机床具有力气大的特点,是工业发展中常见设备。

       1.2工业机器人的结构以及理论基础

  工业机器人作为面向工业的自由度较高的机器人,一般具有多个机械手臂进行各种作业,因此其就能够实现一些高难度的机电作业。现阶段,工业机器人结构较为精密,具体构成有底座、执行机构以及控制机构等,其中执行结构一般是由人体上发展而来的手臂和腕部等,承担主要的任务作业。现阶段的工业机器人具有很强的自由度,所以可以满足工业多方面的需要,优势较为明显。而在驱动体系方面,为了保证机器人的顺利运行,该系统主要有动力装置以及传动装置等,这样就实现动作的控制。而控制系统则是指借助编程进行机器人行动控制的系统,主要承担各种命令的下达。而且该技术涉及机械技术、理论力学、自动化控制以及机电一体化技术等多个方面,理论基础较为扎实,是现阶段工业发展的关键。

  1.3工业机器人在金属成型机床的应用现状

  随着工业发展水平的提升,工业机器人已经成为工业发展的关键一环,并且广泛地应用在工业生产各个领域,实际作业环节,工业机器人能取代逐渐昂贵的劳动力,并且显著提升作业效率。机床制造企业发展过程中,也逐渐开始引进工业机器人,相较于传统的制造技术来说,工业机器人不仅可以降低废品率和产品成本,而且提高了机床的利用率,降低了工人误操作带来的残次零件风险等,其带来的一系列效益也是十分明显的,例如减少人工用量、减少机床损耗、加快技术创新速度、提高企业竞争力等。而且不少专业人员也认为现阶段国内的机床生产对工业机器人的需求也处于不断提升的状况,因此工业机器人还具有很强的发展前景。然而从大方面上看,由于我国的机器人发展起步较晚、水平较低,相较于国外机器人来说竞争力明显不足,这就导致机器人市场逐渐被外国企业占据,很大程度上影响民族产业的发展,并且给我国的工业机器人发展带来很大的压力。

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  2工业机器人的特点以及应用优势

  2.1工业机器人特点

  作为应用在工业中的机器装置,现有的工业机器人一般集中多种现代化的先进技术,其可以仿造人类的作业以及操作,并通过自动化的编程实现工业发展的自动化。实际的作业环节,工业机器人特点就十分鲜明,要想保证其合理的运用也需要相关人员对其特点进行研究。首先,可编程的特点,现代化的工业机器人一般借助计算机技术进行控制,其作业流程以及规范就能够结合工业发展,实际需要进行编程设计,以满足工业发展需要;其次,拟人化的特点,工业机器人可以说是人体的延伸,机器人在结构方面具有行走、大小臂、手腕以及腰转等结构,整体上仿造人体,但是功能更加多样化。而且随着科技的进一步发展,机器人还具有视觉、听觉以及触觉等传感装置,很大程度上提升工业机器人对外界环境的适应能力;再次,通用性的特点,除却特定的工业机器人之外,现有的机械人一般可以适用于多数的工业生产中,只需要进行简单的程序更改以及装备更换即可,十分契合工业发展的需要;最后,技术涉及面较广的特点,具体可以归纳为机械知识加上电子技术,属于机电一体化技术的组成。现阶段的工业机器人发展具有阶段性,不同阶段的机器人功能差距很大,因此机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。

  2.2工业机器人在金属成型机床制造中的优势

  (1)应用范围广,适应性较强。现阶段的工业机器人应用十分广泛,不仅在机械制造方面应用较广,甚至已经辐射到食品、医疗等领域。而且随着科学技术的发展,机器人技术相较于传统的设备来说还具有产量以及价格方面的优势,再加上产品的个性化程度也逐渐提升,复杂机械设备的制造环节,机器人技术已经逐渐取代传统设备,并且具有较强的经济性。因此实际作业环节,机器人技术就能够使用于各种机械制造,并且满足不同厂家的制造需要,十分契合金属成型机床的制造。

  (2)智能化水平较高。相较于传统的技术手段而言,机器人技术的智能化水平也逐渐提升,作业质量以及效率也得到保证,很大程度上推进工业的发展。实际作业环节,工业机器人已经能够逐渐理解人类的语言,并且取代部分人力操作,一定程度上规避人力作业可能出现的失误。而且工业机器人作为借助电子设备实现作业的设备,相关人员还能结合计算机技术以及信息技术为机器人进行编程,让其按照既有的规范进行作业。而且在此基础上搭载监控系统,及时地发现作业环节设备可能存在的故障,以保证相关作业的顺利落实。再加上工业计算机的智能调控,现有的机器人已经初步具有智能化的优势,可以结合机床的制造需要合理对作业流程进行控制。

  (3)生产质量以及效率较好。工业机器人作为搭载有机械手臂的仿人型机械设备,具有和人力相似的作业能力,但是相较于人力来说,电子设备的各项作业都是规范的,只要设备不出现故障,机器人就能够按照编程持续进行制造。所以在相同的作业时间内,机器人技术下的机床制造产出量十分稳定,反而人力作业可能由于疏忽或者是疲劳等问题出现失误,影响作业水平。

  (4)管理方便,经济性很强。相较于人力管理来说,由于机器人作业具有时间的固定性以及稳定性,制造厂家在对机器人进行管理时,只需要制定好日常的作业时间以及份额即可,就可以保证作业量以及作业效率,管理较为简单。而对人力进行管理则需要分析不同作业人员的工作状态以及工作能力,还要考虑作业环节可能出现的失误,这样一来,就很大程度上增加管理难度,机器人的管理就具有很强优势。而在成本方面,现有的工业机器人已经实现了持续性的作业,而且流水线式的生产模式能够持续进行制造,还不需要支付加班费。但是传统的人力作业企业不仅需要支付大量的人力成本,还需要考虑员工大量劳作后的疲劳、疾病以及心理状况导致的工作效率下降问题,很大程度上降低作业成本。实际作业环节,生产线换用工业机器人生产后,企业生产只需要留下少数能够操作维护工业机器人的员工对工业机器人进行维护作业就可以,经济效益十分显著。

  3工业机器人在金属成型机床制造中的运用

  在金属成型机床制造中,由于该环节的涉及面较广且技术性很强,再加上工业机器人应用流程较多,要想充分发挥工业机器人的优势,关键还在于应用策略的掌握。

  3.1数控折弯集成应用

  机床制造环节,折弯是作业的重要一环,直接影响作业质量,在实际的发展过程中,就需要相关人员结合工业机器人进行数控折弯集成,保证作业的顺利开展。现阶段,的机器人折弯集成一般分为两种形式,一种是将折弯机作为中心,使用工业机器人搭载真空吸盘,然后磁力分张上料架、定位台、下料台、翻转架形成折弯单元。另一种是机器人与激光设备或数控转台冲床、工业机器人行走轴,板料传输线,定位台,真空吸盘抓手形成的板材柔性加工线。这两种技术各有优势而且使用条件不同,需要作业人员结合机床制造的实际需要进行选择,以保证折弯集成的顺利落实。比如实际作业环节,利用工业机器人控制系统以及数控系统的技术,实现了作业的无缝衔接,并通过开发折弯软件包,对折弯环节的机器人托料作业进行控制的闭环。因此,针对不同的折弯速度机器人都能够实现自动化地匹配跟踪,很大程度上缩短折弯需要的时间,进而提升机床制造的效率和质量,推动制造业的发展。

  3.2压力机冲压集成应用

  压力机在工业发展中具有重要作用,一般承担压力的控制,直接影响工作的质量,但是随着工业的发展,机床生产技术性不断提升,压力机的传统控制技术已经难以满足社会发展的需要,作业单位需要对其进行升级。在此基础上,相关单位就可以将工业机器人应用到该环节,实现机器人和压力机的冲压集成应用。现阶段的工业机器人冲压集成应用主要包括两种作业形式,一种是单台机器人冲压上下料的手段,作业环节通过工业机器人进行板材的运输,将材料从拆垛台转移到定位台,在定位之后将其转移到压力机的模具中进行冲压。最后在冲压结束之后再利用机器人将成品转移到堆垛台,这样就实现了机械人的自动化上料以及下料,技术性较强;另一种是机器人冲压连线技术,该技术需要多个工业机器人协调作业,企业需要准备多个机器人在多个压力机之间建立起冲压连线,然后结合加工工件的成型需要实现多台压力机的协调配合,在保证作业质量的基础上加快作业效率。相较于传统的生产技术而言,现阶段的工业机器人技术对于模型的需求较为小,更容易进行集成,而且在计算机的合理计算下,机器人可以和压力机实现最佳协调,效益最大化。

  3.3热模锻集成应用

  热模锻在现阶段工业机床中也具有重要作用,现阶段的热模锻一般由两台机械组成,一台用于冲压,另一台用于切边,所以机器人技术在该环节的应用也需要配置两台设备。一台设备用于高温物体的转移,需要将频炉处理后的高温材料转移到冲压机中,进行热模锻。另一台则需要将冲压后的材料转移到另一台锻压机进行切边,而且为了规避高温冲压工件黏住模具,还需要在每一次冲压之后对磨具进行石墨润滑。鉴于该段作业的危险性,一般需要专业的人员进行,但是随着现阶段机器人耐高温以及耐辐射技术的进步,清洗作业也主要由机器人进行,一定程度上保证了作业的安全性。一般而言,相关单位需要将具有自我远离热辐射结构特点的机器人投入作业,并且在模锻压机中安装电子凸轮控制系统,保证机器人与锻压机之间的协调,在保证加工效率的基础上保障作业流程的安全性。

      3.4焊接应用

  焊接作为成型机床制造的重要工序,一直是制造商关注的要点,而且焊接技术的优劣直接影响整个工程的质量,因此实际作业环节,就要求相关人员结合实际进行研究。现有的机器人技术在焊接环节主要有两种形式,一种是电阻焊,另一种是弧焊,作业人员需要根据加工对象以及要求进行合理选择,保证焊接的质量。其中,弧焊是指将机器人作为焊接核心,然后配置焊机、送丝机以及焊枪的技术手段。电阻焊也将机器人作为焊接的中心,并且利用点焊枪、焊接控制器、水气单元以及管线包等设备进行作业。两种技术各有优劣,需要结合实际进行选择,而且相较于传统的焊接技术来说,机器人焊接操作较为简单,而且即便是机器人出现故障,只需要派遣专业的技术人员就能够实现对其的治理,很大程度上节约作业成本以及维护成本。此外,焊接机器人还具有精细焊接、感知水平较强、工作效率较高以及适用范围广等优势,随着机器人技术的进步,现阶段的焊接机器人已经占据机器人应用的40%以上。

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  4提升机器人在金属成型机床制造中应用水平的策略

  工业发展环节,金属成型机床制造环节应用工业机器人,能够在保证制造质量的基础上加快工作效率,很大程度上推进工业的发展,就成为企业发展的关键。但是实际作业环节,现有的机器人技术在应用环节还存在机制、人员意识以及技术等方面的问题,很大程度上制约其技术落实。在此背景下,相关行业就需要加强对工业机器人运用技术的重视,通过各种手段保证其作业的落实。首先,制定完善的技术规范,在促进工业机器人与金属成形机床的集成应用过程中,应制定较为完善的技术规范与流程,有效满足二者对机械结构设计与控制系统等的特殊要求。相关企业间应建立完善的组织联络机制,并在机制中建立必要的技术标准与规范,加强各环节的交流、沟通与协作,推进我国机床工具行业转型升级;其次,企业还需要加强对人员的重视,应加大对专业领域人才的培养力度。需加大工业机器人研制与开发相关专业人才的培养力度,促进工业智能机器人的应用与普及。

  5结语

  现阶段的工业发展过程中,金属成型机床制造作为工业发展的关键一环,直接影响工业企业的作业质量与效率,就需要相关人员加强对其的重视。然而随着城市化进程的加快,社会对于工业产品的需求不断提升,就对现有的机床制造提出更高的要求,传统的技术手段已经难以满足社会的发展需要。在此背景下,相关行业就需要对现有技术进行升级,将工业机器人技术引进到金属成型机床制造中,通过机器人的集成控制以及长时间作业等优势,取代传统的人力作业,在保证作业质量的基础上加快效率。而且实际发展环节,工业机器人技术还能在实际的发展过程中通过各个环节的应用进一步保证作业的安全性,进而落实现代化生产。