机器人自动化及生产线关键标准研究论文_关恒钊

机器人自动化及生产线关键标准研究论文_关恒钊

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摘要:在各行各业的生产中,自动化和生产线的应用越来越广泛,对提高生产效率起着重要的作用。目前,汽车制造商开始重视生产线的灵活性。在自动化方面,它是机器人设计。与发达国家相比,我国汽车生产机器人自动化程度较低,自动化生产线完整系统不完善,如:在线监测与测试、生产线数字化等。

关键词:机器人自动化;生产线;关键标准;研究分析;

自动化和生产线的使用可以提高生产设备的效率。在世界范围内,汽车制造商正逐步向小批量、多品种的方向发展。另外,生产线的灵活性要求很高,而自动化的灵活性更多的体现在机器人的设计上。在国外,机器人在汽车生产中得到了广泛的应用,并逐步形成了一套完整的自动化生产线系统,这也对我们的技术提出了更高的要求,这将涉及到更多的技术,如生产线数字化、在线监测和测试等。因此,我们也可以看到自动化和生产线的优化在促进技术的完善方面发挥着非常重要的作用。

一、自动生产线标准化需求

在我国现有的行业标准里,并没有对机器人自动化和生产线的制造过程做出相关的规定,只是涉及到一些类似的生产线工艺规范,而在系统集成相关的领域里很少能发现对他们标准化作业作出的阐述。我国的机器人自动化及生产线的制造需要从以下几个方面进行研究:

1.设计和制造。机器人自动化及生产线虚拟设计制造技术标准:数字化设计是汽车生产线发展方向,该标准将规范运用先进制造技术(例如虚拟制造技术)进行汽车白车身焊接生产线设计制造的技术架构、方法和流程。机器人自动化及生产线焊接夹具标准:当前,各汽车自动化生产线上的夹具都遵守各厂家的企业标准或欧洲标准,需研究我国自主研发自动化生产线的夹具设备标准,夹具设备标准化的研究对汽车自动化生产线多品种、混流具有重要作用,具有重大的经济社会效益,也有不少难度。新一代工业机器人标准:汽车制造业是数控机床与基础制造装备最重要的用户,今后,我国整车制造的冲压、焊装、涂装、总装“四大工艺装备”面临从传统生产线向现代自动化生产线的全面过渡,对机器人自动化及生产线的应用将有大幅的增长,急需制定新型工业机器人标准,以满足国内机器人产业化的需求。

2.性能检测。汽车装配过程中的质量检测改变了原先的终端检测的方式,目前逐渐开始采用过程在线检测,而这也成为汽车行业的主流手段。通过在线检测的方式,可以实时了解设备制造的过程,直接判断产品质量的合格情况,这样就会增加我们实时的监测效果,也会对制造过程中的管理提出了更高的要求,也相应的对产品质量有所控制。

3.可靠性。在机器人自动化及生产线中的可靠性,目前ISO还没有对机器人做出相关的判断,但是在美国,也已经有了很多这些方面的标准,因此对于机器人的把控,国家可以借鉴其他国家在生产中的经验,来尽快提高自身的检验标准,虽然对于机器人的可靠性确认还存在很多的问题,无法做到准确的判断,特别是有些零件会涉及到大范围的数据,这也为国家检测带来了一定的难度,需要大量的财力以及人力的支持才能保障正常实施。

4.系统的集成。关于MES标准,我国已经又出现关于执行企业集成系统的国家标准,并且针对不同的行业也有不同的实施规范。但是考虑到MES流程中涉及到的行业会存在着很大的差异性,这也给标准的实施设下了一定的阻碍。因此,关于MES标准的事实上,我们要充分考虑到行业差异带来的变化,在汽车行业有四项主要的制作工艺,冲压、焊装、涂装、总装中,这四项制作流程的MES标准都要进行具体化的分析。

二、机器人标准化要求

高档数控机床和基础制造装备中,工业机器人是其组成部分,其标准化为生产线与自动化标准化结构。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机器人标准为SAC\TC159/SC2编制,涵盖了十余项国家标准与多项行业标准。同时,制定机器人标准的国际组织分为ISO/TC184/SC2/ISO/TC44。

1.基本要求。组成工业机器人技术共同语言的标准,例如:术语符号、词汇等。工业机器人词汇国家标准等同国际标准ISO8373:1994,不过该标准已经难以跟上现代技术要求。现阶段,ISO对其标准进行了修订,我国一些学者也在致力于国际标准研究中。

2.整机技术标准。整机技术标准重点是指有关整机的型号编制方法、通用及专用技术条件,如自动化及生产线中应用的新型工业机器人(如焊接标准)。此类标准的制定和修订将为我国工业机器人的产业化在标准化方面提供技术支撑。装配机器人、弧焊机器人、喷漆机器人通用技术条件等标准:此类标准过去均参照原苏联的工业机器人标准制定,大部分标准标龄过长,引用标准陈旧,急需修订。点焊机器人、弧焊机器人通用技术条件,将新增新型激光焊接机器人内容。喷漆机器人通用技术条件主要规范防爆装置的内容。装配机器人是高质量、高柔性、高效率完成自动装配的理想手段,在汽车制造业它的需求逐年上升,目前,没有装配机器人的国际标准,瑞典和日本等国有自己的国家标准,我国有装配机器人的行业标准,现在SAC/TC159/SC2正在制定装配机器人的国家标准。高温铸锻机器人通用技术条件:近年来,铸锻自动化生产在中国有了高速发展,高温铸锻机器人可用于锻造生产和铸件落砂等工作条件恶劣的场合,可以改善工人的劳动强度。目前尚无相关的铸锻工业机器人的技术规范,急需制定高温铸锻机器人通用技术条件。

3.单元技术标准。此类标准主要指影响工业机器人功能和性能的技术及构件标准。本课题将在机器人控制器开放式接口和离线编程技术领域进行突破,填补国内标准空白。机器人控制器开放式接口标准:随着经济的发展,人们对产品多样化的要求越来越高。这就要求制造系统中的工业机器人能够胜任不断变化的任务,即功能柔性化。要使机器人具有柔性,控制器必须是结构开放的,必须建立机器人控制器的开放式接口标准。目前机器人控制器的开放式接口标准国际国内标准空白。本标准将主要研究开放式工业机器人控制器硬件和软件开放接口技术。离线编成式机器人柔性加工系统:该系列标准将研究离线编程式机器人柔性加工系统的定义、技术要求、试验方法等。将应用于喷涂、铸件清理、塑料件加工等离线编程式机器人柔性加工系统。

4.属性检测。分析机器人功能与属性、稳定性要求,例如:机器人轨迹特点、精准度、重复性、静态柔顺性等属性标准检测方法。属性检测标准有助于机器人稳定性,检测标准制定有待进一步研究。

5.系统及支撑环境标准。系统及支撑环境标准主要指直接影响工业机器人赖以工作的系统、周边设置、工作的基本环境及系统集成方法标准。本课题主要研究工业机器人集成系统的安全要求。主要内容包括工业机器人的集成,安装的特有危险和使用工业机器人要求等。该系列标准是工业机器人领域最为关键的标准,对工业机器人在各种工业条件和工业环境中的安全措施、安全保障,提出了标准化要求。

总之,汽车工业对我们来说非常重要,而其对工业机器人的影响也占据着主要的地位,也为机器人的制造水平的提高提供了必要性基础。并且,汽车行业的存在也给工业机器人的出现提供了很好的研究和实践环境,我国在机器人水平上还有很大的不足,这对我们来说是一个很好的发展机会,如果机器人的标准化能够得到进一步的落实,那么定会为我国的汽车行业提供一些新的思路和方向。工业机器人在汽车工业中扮演着重要角色,成为机器人制造水平提升的基础前提。同时,汽车行业也为工业机器人的应用创造了条件,尽管我国在机器人研究上处于起步阶段。但是,在未来发展中机器人标准将得到全面落实,为汽车行业走向更高领域奠定基础。

参考文献:

[1]赵智斌.机器人自动化生产线项目的项目管理.2017.

[2]苏渊霞.基于机器人自动化及生产线关键标准研究.2018.

论文作者:关恒钊

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第05期

论文发表时间:2019/7/31

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