齊玉軍

沈陽(yáng)祿禧機(jī)器人 遼寧沈陽(yáng) 110000

1 工業(yè)4.0簡(jiǎn)介

提到工業(yè)自動(dòng)化首先我們就會(huì)想到工業(yè)4．0，工業(yè)4．0最初是德國(guó)政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃。該項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教育局及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助，投資預(yù)計(jì)達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶(hù)及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。

2 目前中國(guó)的自動(dòng)化

目前我們中國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化能實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的工廠特別少，目前新松機(jī)器人在廠區(qū)內(nèi)建設(shè)了一個(gè)無(wú)人化工廠，目前是中國(guó)自動(dòng)化程度最高的工廠，但是只適用于試驗(yàn)，沒(méi)有正式生產(chǎn)。目前正式生產(chǎn)的自動(dòng)化程度高的企業(yè)是車(chē)企，比如遼寧沈陽(yáng)的中德工業(yè)園里的寶馬車(chē)廠，自動(dòng)化程度能達(dá)到將近90%。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展的很多因素導(dǎo)致中國(guó)企業(yè)走向完全自動(dòng)化還有很長(zhǎng)的路要走[1]。

3 桁架機(jī)械手介紹

自動(dòng)化非標(biāo)設(shè)備是桁架機(jī)械手，桁架機(jī)械手最初起源是我們引進(jìn)德國(guó)的桁架機(jī)械手的技術(shù)，最初是專(zhuān)門(mén)用在機(jī)床上下料的配套設(shè)備，基本結(jié)構(gòu)是鋁型材框架作為主體，齒輪齒條或者同步帶作為傳動(dòng)部分，伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部分，直線(xiàn)軌道和光軸作為輸送載體。這種設(shè)備的特點(diǎn)是工作區(qū)域大，價(jià)格低，工作節(jié)拍快，所以用他代替了很多其他的設(shè)備，代替了工業(yè)六軸機(jī)器人。

圖1 鋁型材模組種類(lèi)

4 重載桁架機(jī)械手介紹

目前我主要做的桁架大多數(shù)都是重載桁架機(jī)械手，大多數(shù)都用在了鋼廠和軍工廠，還有一些重的產(chǎn)品加工產(chǎn)，目前實(shí)施過(guò)的有1．5噸負(fù)載的，對(duì)于重載的桁架機(jī)械手來(lái)說(shuō)問(wèn)題就很多了。手爪基體都是鋼結(jié)構(gòu)的，由于目前工業(yè)要求的工作范圍也比較廣泛，所以目前X軸長(zhǎng)度也是比較長(zhǎng)，出于成本運(yùn)輸和加工能力的考慮，我們超過(guò)7m的鋼梁都基本采用分段加工并拼接，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)備最后的精度都是±0．2mm左右的，所以拼接我們基本都采用法蘭面對(duì)接后，由導(dǎo)軌和齒條的安裝基準(zhǔn)面去調(diào)整兩根連接梁的對(duì)接點(diǎn)后配鉆銷(xiāo)孔定位。直線(xiàn)軌道也是分段拼接，拼接點(diǎn)拼接采用的是C型架子定位安裝，齒條采用自制安裝胎具壓齒規(guī)進(jìn)行安裝[2]。

5 重載桁架機(jī)械手安裝

首先要在地面進(jìn)行單根模組的部裝，每根模組由鋼構(gòu)基體和齒條加直線(xiàn)軌道組成，在地面每根模組裝配完成后要把整根X軸模組調(diào)平調(diào)齊，調(diào)平調(diào)齊后要把每段連接梁的法蘭面的定位銷(xiāo)孔配好，然后把連接面的螺釘和頂絲都擰緊，這樣把每根X軸都調(diào)好后，拆掉中間斷梁的地方，準(zhǔn)備組立整套桁架機(jī)械手。組立前，先要在地面進(jìn)行劃線(xiàn)找點(diǎn)，然后開(kāi)始立立柱，在立立柱的同時(shí)要用激光水平儀對(duì)立柱的水平和垂直度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，接著立好四個(gè)立柱，把橫梁搭上，這樣桁架機(jī)械手第一個(gè)C型框可以成型了，桁架就穩(wěn)定了，這樣繼續(xù)安裝下面的橫梁，兩段X梁都搭完后，要進(jìn)行整體的調(diào)平，調(diào)平后把兩根X梁連接法蘭和立柱連接面都擰緊，然后人工拽Y梁從X梁一端拉到另一端，如沒(méi)有卡滯順暢的情況下繼續(xù)進(jìn)行裝Z軸。如有卡滯需要重新調(diào)X軸的水平。由于Z軸負(fù)載太大，如果采用純老思路來(lái)設(shè)計(jì)的話(huà)，Z軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，減速機(jī)，齒輪齒條都要選用很大的型號(hào)，成本會(huì)大大的增加，而且項(xiàng)目的安全性也存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，所以要找到一種能配重減輕負(fù)擔(dān)的產(chǎn)品（氮?dú)庖簤浩胶飧埽?，選用的配重必須是不能有動(dòng)力，Z軸向上向下的時(shí)候配重要一直有向上的拉力，而且考慮到項(xiàng)目的整體安全性，平衡杠在Z軸的一側(cè)，另外一側(cè)要配有防止平衡杠發(fā)生意外損壞后Z軸墜落的安全元器件，我們經(jīng)常配用的是氣動(dòng)鎖緊軸裝置。因?yàn)樾袠I(yè)的跨距，原來(lái)氮?dú)馄胶飧苤粦?yīng)用過(guò)到機(jī)床上面，沒(méi)有應(yīng)用過(guò)到桁架機(jī)械手上面。有了這個(gè)應(yīng)用，所有的重載桁架所面臨的問(wèn)題就可以迎刃而解了[3]。

6 結(jié)語(yǔ)

在工業(yè) 4． 0 的時(shí)代背景下，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平得到巨大的提升。在對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行廣泛應(yīng)用的過(guò)程中，機(jī)器人的質(zhì)量是一個(gè)重要的因素，其需要達(dá)到一定的科學(xué)技術(shù)水平，這是對(duì)科學(xué)技術(shù)的檢驗(yàn)。在以后的發(fā)展過(guò)程中將不會(huì)再出現(xiàn)大量繁重的手工勞動(dòng)，工業(yè)機(jī)器人將取代這一系列手工勞動(dòng)，大幅度提升工作的效率?；诖?，筆者認(rèn)為，工業(yè) 4． 0 的時(shí)代背景的工業(yè)機(jī)器人中的桁架機(jī)器人將會(huì)受到社會(huì)的廣泛歡迎，也會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)更大的效益，對(duì)我國(guó)的發(fā)展是不可或缺的。