工业机器人的“4.0崛起”

显示全部楼层 · 2024-7-31 11:22:25

随着新时代的到来，企业对智能化生产的需求不断攀升，工业机器人也逐渐成为了企业生产中不可或缺的角色。

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工业机器人的规模化生产应用

随着德国工业4.0概念、《中国制造2025》的发布，工业机器人在制造业生产中的角色逐渐重要起来，从一开始只是承担一部分简单重复的劳动来代替人工，到能够自主的完成一些复杂化有变化性的工作任务，机器人开始成为工厂自动化生产的标准配置。而伴随着市场需求和科技的发展，未来机器人还将会更加智能化的参与到制造业生产的更多环节中去，更加全面的取代人工。

当然，由于目前科技水平的限制，虽然工业机器人已经能够在既定的程序和范围内，实现大部分的生产制造环节自动化，例如组装、搬运、焊接、码垛等。但并不是所有的生产环节现今都能够使用工业机器人进行操作，因此，在进行工业机器人的规模化生产应用前，应该提前对应用的生产环节进行一个工业机器人的适用性评估：

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工业机器人在生产中所承担的角色逐渐变化

市场对工业机器人的应用范围有着不断扩大的需求，反推了机器人的技术水平发展，不断提升的性能和智能水平使得机器人能够更好地完成更加复杂化的任务。机器人承担的角色从体力劳动者，到脑力劳动者，再不断的上升到整个管理层面，承担管理者角色。

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工业机器人集成CNC数控加工

在CNC数控生产加工过程中，生产和维护环节较多，传统的人工生产模式需要技工人员、上下料和搬运物料人员、检验人员、维修保养技术人员等，多人之间的协同配合。这就产生了大量的人工成本，而且多人间的配合会容易产生无谓的人工失误，缺乏精度且消耗时间。

因此，利用机器人代替数控加工中的人工就成为了解决问题的方法。分析和破解数控生产加工中的各种技术环节，利用机器人进行模仿人工操作，实现机器人代替操作人员和搬运人员等多种人工。同时在满足生产速度的前提下，利用导轨让机器人能够自如的在多台数控机床间来回，扩大机器人的工作范围，能够实现一台机器人操作多台数控机床。

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“工业4.0”工厂中的机器人

建立“工业4.0”工厂的前提，就是要让工业机器人彻底融入制造的每一个环节中去。根据不同工作站的生产过程、速度和效率，配备好合适的工业机器人。利用AGV小车做为连接不同生产环节的纽带，实现各种生产环节间的自动化运转、缩短产品物流周期，使加工、装配、检测、物流和上下料等生产环节有序连接在一起，实现物料准确、及时、有序的在生产单元之间进行自动传递对接。通过大量的传感器收集数据，让机器人主动处理和接受生产中的各种情况，并自行调整生产进度，保证最大的生产效率，让机器人进行生产的管理协调。

在CODESYS软件平台下可以实现：逻辑控制（PLC）、运动控制（Motion Control）及 CNC 控制、人机界面（HMI）、基于 Web Service 的网络可视化编程和远程监控、冗余控制(Redundancy)和安全控制（Safety）、以及项目开发与工程协同管理等多个目标和需求。

CODESYS Motion CNC Robotics 数控与机器人控制模块

CODESYS将运动控制与逻辑控制合二为一，集成在IEC61131-3标准的CODESYS编程系统和CODESYS实时运行系统中，形成了CODESYS Motion CNC Robotics工具包。从单轴运动到复杂CNC控制和机器人应用，都可以使用CODESYS Motion CNC Robotics来编程实现。

CODESYS Motion CNC Robotics 的功能包括：

（1）使用PLCopen认证的POU库，可实现单轴和多轴横向

协同运动；

（2）电子凸轮传动；

（3）CNC控制；

（4）轻松开发多轴运动控制器；

（5）支持 PLCopen Part4 标准功能块；

（6）可通过集成凸轮编辑器对凸轮功能进行图形化规划。

CODESYS Motion CNC Robotics 有如下特点：

（1）运动控制编程独立于总线和驱动器；

（2）可用于众多标准运动控制器的驱动器，例如CiA DSP 402控制器、步进电机、变频器、虚拟轴等；

（3）可直接在CODESYS编程环境中配置总线和驱动；

（4）提供包含所有运动控制功能块的POU库，可以快速、高效地开发简单运动程序；

（5）支持在集成的编辑器中设计电子凸轮；

（6）支持集成的DIN 66025编辑器（支持G代码）来规划和编辑复杂的动作；

（7）通过使用PLCopen Motion Part 4 和轴组编辑器来开发多轴机器人控制器；

（8）丰富的库函数集，包括几何数据处理（路径预处理），样条曲线计算，CNC刀具位置校正等；

（9）包含丰富的交换库（用于备份和交换数据用），用以支持不同运动学的工业机器人的开发，例如Delta机器人，SCARA机器人，Portal机器人以及龙门式机器人等；

（10）支持在线的CAM编辑器和CNC编辑器，机器操作员可以图形化的方式创建和编辑CNC程序。

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CODESYS 软件工具包是一款基于先进的NET架构和IEC61131-3国际编程标准的、面向工业4.0及物联网应用的软件开发平台。CODESYS软件开发平台的独特优势是用户使用此单一软件工具套件就可以实现一个完整的工业自动化解决方案，即在CODESYS软件平台下可以实现：逻辑控制（PLC）、运动控制（Motion Control）及CNC控制、人机界面(HMI)、基于Web Service的网络可视化编程和远程监控、冗余控制（Redundancy）和安全控制（Safety）、以及项目开发与工程协同管理等多个目标和需求。

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