黎旭東（重慶順安爆破器材有限公司東溪分公司，重慶 401421）

1 工業(yè)機器人發(fā)展歷史及應(yīng)用概述

1.1 國外機器人發(fā)展史及應(yīng)用

自1920 年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅薩姆的機器人萬能公司》中，根據(jù)Robota(捷克文，原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文，原意為“工人”)，創(chuàng)造出“機器人”這個詞。1942年美國阿西莫夫提出“機器人三定律”后，直到1959年約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。隨后，成立了世界上第一家機器人制造工廠——Unimation 公司。由于英格伯格對工業(yè)機器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱為“工業(yè)機器人之父”。后50年迅速發(fā)展全球四大機器人公司誕生，其中日本的發(fā)那科、和安川數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)、生產(chǎn)伺服和運動控制瑞士的ABB運動控制系統(tǒng)、德國庫卡六軸機器人。

1.2 國內(nèi)機器人發(fā)展史及應(yīng)用

我國工業(yè)機器人起步于上世紀(jì)1970 年初期，經(jīng)歷近40 年的發(fā)展，大致分為四個階段：70 年代的萌芽期，80 年代的開發(fā)期和90年代的實用化期，2000年代飛速發(fā)展。

自90 年代初期起，我國國民經(jīng)濟進入實現(xiàn)兩個根本的轉(zhuǎn)變時期，掀起新一輪的經(jīng)濟體制改革個技術(shù)進步熱潮，我國機器人也在實踐中邁進一大步，先后研制出一大批點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割包裝碼垛等等用途的工業(yè)機器人，并實施一批機器人應(yīng)用工程，形成一批機器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國機器人的騰飛奠定基礎(chǔ)。

隨著人口紅利的逐漸下降，企業(yè)用工成本上升，工業(yè)機器人逐步走入公眾視野。2014年中國成為世界工業(yè)機器人第一消費大國。

2 工業(yè)機器人在民爆生產(chǎn)線的應(yīng)用技術(shù)概述

目前，在民爆生產(chǎn)線使用工業(yè)機器人的應(yīng)用集中在生產(chǎn)末端的包裝生產(chǎn)線之中，例如藥條的抓撿、碼垛包裝等工序之中，這類工作重復(fù)，工作量大因此工業(yè)機器人取代人工具有的優(yōu)勢在于準(zhǔn)確性高、一致性好、產(chǎn)能最大限度釋放等優(yōu)點[1]。MGEPL—R 機器人（見圖一）系統(tǒng)分為機械抓手、控制系統(tǒng)、識別系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、行走機構(gòu)等部分。根據(jù)實際生產(chǎn)需要外配自動

圖一

圖二

稱重、自動打包機、投標(biāo)機、貼標(biāo)機等外接設(shè)備。和整體生產(chǎn)線聯(lián)動控制，形成一個完整的智能化包裝生產(chǎn)線。

2.1 藥條輸送系統(tǒng)

藥條經(jīng)過灌裝后進入傳送系統(tǒng)進入包裝生產(chǎn)線進過傳輸皮帶分區(qū)震動整形后，前端識別系統(tǒng)識別后，機器人由自身與電機同步伴隨抓取、PLC 控制電磁閥進行抓起到碼垛皮帶，放下，碼垛皮帶再有PLC 控制走相同的隔斷進入后端甄別系統(tǒng)，保證藥條數(shù)量正確，確認無產(chǎn)品質(zhì)量問題，繼續(xù)進行藥條裝袋工序，最后稱重?zé)o誤投標(biāo)、噴涂生產(chǎn)日期后封箱打包進入庫房。

2.2 藥條整理機構(gòu)

藥條進入包裝線后，分別進入兩條包裝線，為了機械抓手能準(zhǔn)確抓取藥條，需要振動分料進行整理工作，使得藥條按順序排列整齊，使其讓視覺識別系統(tǒng)識別，因此整理的是否排列整齊決定了藥條質(zhì)量與抓取的工作效率，若識別不清楚，機械抓手可能不抓或亂抓造成殘次品的增多。

2.3 識別系統(tǒng)與抓取系統(tǒng)見圖二

在抓取系統(tǒng)的前后都有一個工業(yè)攝像機，前端工業(yè)攝像機對藥條位置進行確認，傳輸給機械爪進行定位抓取。當(dāng)藥卷進入碼垛最前端，后端的攝像頭進行藥條的個數(shù)、外形進行判斷。若不合格進行倒出，在此進入運輸帶中循環(huán)。

抓取系統(tǒng)由工控機、四軸機械手、控制器、通訊線、傳感器等部件組成，和plc 配合進行藥條的抓取拿放工作。通過抓取前的視覺定位技術(shù)，將藥條準(zhǔn)確位置傳輸給機器人控制系統(tǒng)，控制器發(fā)送信號給驅(qū)動執(zhí)行相關(guān)動作，傳感器確定是否完成抓取動作，最后放入碼垛皮帶進行下一輪的抓取任務(wù)。

2.4 碼垛

充分考慮內(nèi)轉(zhuǎn)工具的空間形狀要求，在滿足轉(zhuǎn)運能力的同時，應(yīng)防止排面垮塌后在運輸和裝卸過程中出現(xiàn)意外。機器人在完成釋放動作后，物料將會按設(shè)計好的順序形成一定的層數(shù)和排數(shù)，箱與箱或袋與袋碼垛在輸送過程中必須能保持整齊平整，同時車內(nèi)增加阻擋裝置，以保證碼垛垛形整齊和穩(wěn)定?？茖W(xué)的垛形設(shè)計，既可以保持垛形穩(wěn)定，也可以合理利用空間，還可以在出入庫時提高效率，降低工人勞動強度。

2.5 安全防爆要求

民爆產(chǎn)品因其爆炸危險特性，要求包括機器人本體、行走機構(gòu)、傳輸系統(tǒng)、信號采集和通訊、控制電腦在內(nèi)的設(shè)備滿足其在不同危險等級工房里的防爆要求。

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況

目前，民爆生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用的MGEPL-R 機器人包裝系統(tǒng)適適應(yīng)φ32mm—φ110mm 的藥卷，根據(jù)藥卷直接不同抓手可以隨時調(diào)整不同規(guī)格[2]，產(chǎn)量在4T—8.2T 之間，這樣較原先工藝節(jié)省2—3個勞動力長期重復(fù)工作，MGEPL-R 機器人包裝系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)線從輸送、整理、自動碼垛、自動外形質(zhì)檢等功能。

4 結(jié)語

如今智能制造已經(jīng)成為工廠發(fā)展的大趨勢，我們應(yīng)該順勢而為大力發(fā)展智能水平[3]。積極技改提升企業(yè)生產(chǎn)能力從機電一體化到現(xiàn)在的智能制造，實現(xiàn)機械與控制的結(jié)合，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省生產(chǎn)成本。這些優(yōu)點顯而易見。因此建議企業(yè)因全面提升自動化水平和本質(zhì)安全程度，推動整個行業(yè)健康發(fā)展[4]。