自动化设备在工业机器人广泛应用下的分析

自动化设备在工业机器人广泛应用下的分析

尤建颖

北京国电富通科技发展有限责任公司天津分公司 天津市 300000

摘要：随着国务院出台的《中国制造2025》，提出建设制造强国的战略的开展与实施，制造业在国家相关领导小组的指导下飞速发展。随着近几年，《中国制造2025》的实施取得了积极的进展，工业机器人作为智能制造的重要一部分，也被广泛的使用，然而在实际的生产制造使用中，自动化设备凸显重要的作用。本文就是在实际使用中，结合国内在两者结合过程中的问题，对自动化设备在工业机器人广泛应用下进行的分析，以期达到更好的结合来服务生产。

关键词： 自动化设备；研究现状；工业机器人；发展方向

一、自动化的概念

自动化概念的定义，是指集成机器设备、系统或过程（生产装配、制造、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人类的意愿，经过自动化检测、计算机信息化技术、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。自动化的概念往往是一个动态发展的过程。常见的通俗的定义，从人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。

二、自动化设备的分类

自动化设备分类主要是根据其概念定义进行划分，都是围绕通过自动化设备和仪器代替人的手工体力劳动，同时协助或替代人的脑力劳动划分的。

从使用数量上分为标准自动化设备和非标准自动化设备，如冶炼钢铁用的轧钢标准化设备，但对于为轧钢炉上料的较少使用的多为非标准化定制的设备；

从使用功能上，分为组装设备，测试设备，检测设备等，如装配工件用的装配工作站，测试产品功能、使用寿命等的专用测试设备，检测设备实际使用寿命或者出厂前合格测试的下线检测设备；

从原理上可分为过程自动化与机械（或者说运动自动化）自动化设备。过程自动化设备是通过收集传感器反馈的数据，分析处理数据来达到调节各种设备的目的，以提高生产的效率的设备；机械自动化设备是通过机械运动原理实现替代人功能的设备。

总结来看，虽然自动化设备从不同的方向划分较多，但都是是以自动化代替人的体力劳动或脑力劳动为主要目标。

三、自动化设备实际应用

3.1自动化设备需求

企业在产品生产的过程中，面临着如何引入自动化设备的难题，现在的企业生产产品中，往往在研发阶段，重点根据客户的需求进行攻坚，在满足设备功能的同时，很少考虑企业产品未来实现自动化生产。

自动化引入时，通常需要考虑两个重要条件，第一，产品要单一、大批量的生产；第二，产品要根据自动化的需要，依据产品的外形及工艺来修改、改进产品，从而确保自动化设备适合产品；

对于自动化设备有需求的公司，要联系上面的两个条件进行积极投入、剖析、精准施策，通过变革和创新，积极的投入资金，引入人力，对技术进行攻关等解决对需求的问题。

3.2自动化设备需求面临的问题

企业要发展，需要有产出，有利润，这个问题是困扰着企业的难题。引入自动化设备，就面临着资金投入和产出利润相互作用的问题。自动化设备引入过程中，往往面临着资金渠道难以导入，对于资金引入时，我们要考虑自动化的过程，是一个投入大，周期性长等问题。若不能充足的考虑，进行试验、模拟、充分论证、关键决定和技术攻关力量弱等，在引入设备后，不能尽快的回收成本，就面临着投入和产出相左的问题。企业非但不会产出利润，还会面临着负债亏损的问题，这个问题严重困扰着企业对自动化设备的引入。

3.3自动化设备应用的现状

在多年的市场经济发展下，国内工业的发展随着企业形式产生了多种形式。在这个过程中，从企业的规模上划分，形成了大型、中型、小型及小微型企业；从企业的设备自动化程度上划分，有实现智能化生产、全自动生产、半自动生产及有手动生产；这些设备又有部分和整体实现自动化区别、单个和局部实现了自动化等等的划分，有的设备生产和使用年限也有新旧或长短之分，设备自动化程度和质量参差不齐。

自动化设备也在这种多元模式线，产生了不同的模式，在实际应用中，也就要求我们对不同的问题进行实际分析。在这里要提到工业机器人的应用，工业机器人从发展初期定义的就是为配合自动化设备，替代人员作业，实现生产的无人化、柔性化，在工业机器人广泛应用的大趋势下，自动化设备也需要面临诸多的问题。相对于工业机器人，人类在自动化设备的使用和结合中，柔性化更好，适应性更强。因此，自动化设备在实际的应用中面临着较大的变革。

3.4自动化设备与工业机器人结合

自动化在多年的发展中，在一些行业也取得了非常广泛的应用，随着工业机器人技术的主流科技的引入，一些企业正在生产发展中。工业机器人是第四次工业革命的重要标志产品，在工业机器人产品的推进中，工业的发展也得到了前所未有的长足提升，工业机器人解决了人类面临的重复、频繁、有危险的作业等问题，作业更加灵活、智能。因此工业机器人得到了迅速的推广。

将自动化设备和工业机器人相融合甚至替代，通过两者的结合，实现人员的替代，更好的降低成本，服务社会，提高竞争力，既达到了自动化的目的，又实现了自动化不能实现的过程，提升了产品的自动化水平、智能化水平。将自动化实现困难的部分，生产中遇到的问题，通过二者的结合和互补完美解决。

在自动化设备生产的领域，如标准的自动化设备中，折弯钣金件设备一类，常见的使用折弯设备，需要工人根据实际加工产品图纸需求，按照折弯设备的说明，手动更换折弯模具，调整折弯设备的使用参数，并试验设备的性能，然后手动拿取原料钣金件，放到折弯设备入料口，在操作开关按钮，折弯机进行折弯工作。而引入工业机器人设备后，工人只需要手动启动按钮，工业机器人就可以按照预设程序将原料钣金件搬到折弯机入料口，折弯机检测到来料后，开始自动进行压弯作业，并反馈折弯完成信号，工业机器人配合完成下料作业，实现折弯过程上料-折弯-下料的完成作业，降低人员的劳动强度，完全实现的解放人力，无人化作业的目的。

通过上面的例子看出，如果多台设备连续作业，根据不同的节拍要求，单个或者极少的工人就可以完成折弯的批量作业，通过引入PLC实现人员对设备的集中监控，完全的提高了设备的有效利用，降低人员数量的直接效果就是降低人员的资金投入，提高了企业的效益。同时，我们看到，通过工业机器人替代人，对产品的质量也会提升，产品的生产规格更加统一，利于企业在市场的竞争力。

同时，我们也看到，自动化设备在工业机器人广泛应用下，工业机器人并不能完全的取代自动化设备，自动化设备对于一些专用的产品仍然有着广泛的应用，工业机器人由于自身的结构特点并不能完全的取代自动化设备，甚至一些场合不能替代自动化设备，上述例子看出，自动化设备使用的是工业机器人配合上料的作业，工业机器人起到的是替代工人的作用，但实现过程中，两者缺一不可，都完成各自的工作，两者互相配合结合实现自动化、无人化。

四、自动化设备未来的发展趋势 随着中国人口红利的逐渐消失，红利带给我们的收益已经逐渐散去，中国未来制造业的常态化将是劳动力短缺和人力成本增长，劳动密集型企业生存和发展受到了挑战。在这个前提下，部分企业通过导入自动化设备取代人工，解决劳动力短缺和人力成本增长的问题已经是一个必须要进行的工作，也只有通过将手工生产模式向自动化过渡才能实现企业的长足发展，虽然这个转变需要克服一定得困难和阻力，但这个转变将使企业更加的充满活力和竞争力，企业发展的道路更长远。

结束语： 总的来说，工业机器人虽然在国内生产领域实际应用中起到推动社会进步的作用，是生产进步和科学发展的一个重要环节，是一个国家科技创新的重要评判标准，是现在智能社会的重要指标，但是自动化设备是第三次工业革命中的中坚力量，自动化设备是生产制造中的重要组成部分，仍然有非常广阔的发展空间，只有将自动化设备全面推广，全面的更好的使用，与工业机器人完美的结合，才会让工业技术造福人类。