所謂工業(yè)機(jī)器人，就是具有簡(jiǎn)單記憶和可變控制程序的自動(dòng)機(jī)械。它是在機(jī)械手的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，國(guó)外稱為industrialrobot。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)是人類在利用機(jī)械進(jìn)行社會(huì)生產(chǎn)史上一個(gè)重要的里程碑。

工業(yè)機(jī)器人的誕生

1920年，捷克作家卡雷爾·恰佩克發(fā)表了劇本《羅薩姆的萬(wàn)能機(jī)器人》，劇中敘述了一個(gè)叫做羅薩姆的公司將機(jī)器人作為替代人類勞動(dòng)的工業(yè)品推向市場(chǎng)的故事，這是最早出現(xiàn)的機(jī)器人啟蒙思想。隨后1959年，世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)一家汽車公司誕生。制造者發(fā)現(xiàn)可以讓機(jī)器人去代替工人做一些簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)，且任勞任怨，無(wú)需報(bào)酬。由此創(chuàng)辦了世界上第一家機(jī)器人制造工廠，生產(chǎn)unimate工業(yè)機(jī)器人。

世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人

20世紀(jì)50年代末，美國(guó)在機(jī)械手和操作機(jī)的基礎(chǔ)上，采用伺服機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制等技術(shù)，研制出有通用性的獨(dú)立工業(yè)用自動(dòng)操作裝置，并將其稱為工業(yè)機(jī)器人；60年代初，美國(guó)研制成功兩種工業(yè)機(jī)器人，并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用；1969年，美國(guó)通用汽車公司用21臺(tái)工業(yè)機(jī)器人組成了焊接轎車車身的自動(dòng)生產(chǎn)線。此后，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都很重視研制和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。

使用工業(yè)機(jī)器人可以降低廢品率和產(chǎn)品成本，提高機(jī)床的利用率，降低人工操作帶來(lái)的殘次零件風(fēng)險(xiǎn)等，其具有執(zhí)行各種任務(wù)特別是高危任務(wù)的能力，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工和簡(jiǎn)單裝配等工序上的工藝操作，且平均故障間隔期達(dá)60000小時(shí)以上，比傳統(tǒng)的自動(dòng)化工藝更加先進(jìn)。

工業(yè)機(jī)器人在塑料加工業(yè)的應(yīng)用

塑料工業(yè)是最為動(dòng)態(tài)貫穿所有工業(yè)領(lǐng)域的行業(yè)之一，幾乎所有塑料加工的應(yīng)用途徑都需要用到機(jī)器人技術(shù)。通過(guò)機(jī)器人的大量使用，車間的操作人員能處理一些包括機(jī)器監(jiān)視和控制這樣一些更值得做的任務(wù)。機(jī)器人可使工藝流程更加精確和效率更高，同時(shí)機(jī)器人本身也變得更加準(zhǔn)確和有效率，這些都有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)增效節(jié)能，增效節(jié)能是提高企業(yè)總體效率的重要因素。

人們?cè)谔剿餍录夹g(shù)，將復(fù)合材料與玻璃纖維、布和金屬等結(jié)合起來(lái)，獲得剛性、沖擊強(qiáng)度和抗老化性能都類似于金屬的材料時(shí)，為了生產(chǎn)這樣的零件，要求使用纖維、金屬和埋入紡織品進(jìn)行加工，還要求具備可控手段使塑料零件在若干個(gè)工序之間移動(dòng)，這些工序涉及到?jīng)_壓機(jī)、成型機(jī)及二次成型等。由于整個(gè)過(guò)程中零件必須精確定位，所以只有使用六自由度的機(jī)器人才能滿足這些要求。因此，在開發(fā)設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)和環(huán)境友好型產(chǎn)品領(lǐng)域，六自由度機(jī)器人扮演著關(guān)鍵角色。

工業(yè)機(jī)器人

而在注塑成型加工環(huán)節(jié)中，機(jī)器人被用于執(zhí)行諸如部件取出和高公差地放入嵌件的操作，還有諸如質(zhì)量控制、裝配、去毛刺、粘合和密封劑的分散、激光切割、貼標(biāo)簽、包裝、碼垛、印刷等下游應(yīng)用。而使用機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)在與當(dāng)下一個(gè)部件被注塑成型機(jī)生產(chǎn)時(shí)，可通過(guò)進(jìn)行后處理操作來(lái)節(jié)省時(shí)間。在吹塑模塑應(yīng)用中，機(jī)器人執(zhí)行的工序包括吹塑部件的處理和用刀或者裝有燃油箱的刳刨工具來(lái)去毛邊，并進(jìn)行貼標(biāo)簽&質(zhì)量控制工作。除了被用于熱成型工藝中通過(guò)使用激光來(lái)印刷和切割部件外，機(jī)器人也被用于操作噴水器和控制機(jī)械靠模銑刀。

不僅如此，工業(yè)專家相信塑料工業(yè)當(dāng)前已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)不采用合適的機(jī)器人操作就不能被處理的階段。有某些應(yīng)用像模內(nèi)標(biāo)簽、裝飾和PET、復(fù)雜的嵌入件應(yīng)用不能簡(jiǎn)單地運(yùn)行手動(dòng)方式。沒(méi)有自動(dòng)化技術(shù)的話，在高勞動(dòng)力成本國(guó)家的塑料市場(chǎng)將會(huì)明顯的小一些。因此，在過(guò)去的數(shù)年中自動(dòng)化市場(chǎng)已經(jīng)并且正在不斷增大，這是一個(gè)機(jī)器人使用不斷增加以使模具制造者保持競(jìng)爭(zhēng)力的信號(hào)。

機(jī)器人是提高效率的工具，這是生態(tài)友好生產(chǎn)和持續(xù)發(fā)展的核心問(wèn)題。在生產(chǎn)過(guò)程的任何一個(gè)方面，無(wú)論是注塑成型、吹塑成型、擠壓成型或是在切割和噴漆等下游工藝的應(yīng)用上，機(jī)器人自動(dòng)化在提高能源效率方面都能夠發(fā)揮它們的作用。因此，無(wú)論是優(yōu)化周期，節(jié)省原材料，減少?gòu)U次品，還是生產(chǎn)重量更輕的產(chǎn)品等方面，生產(chǎn)塑料制品的每個(gè)工藝步驟都可以節(jié)省能源，堪稱真正的綠色思想。

工業(yè)機(jī)器人大舉進(jìn)攻“中國(guó)制造”

我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2013年共有3.7萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)市場(chǎng)上銷售，是2012年的近3倍。我國(guó)不僅已成為世界上最大的機(jī)器人市場(chǎng)，也是成長(zhǎng)最快的市場(chǎng)。

在珠三角地區(qū)的廣州，政府預(yù)計(jì)2020年全市80%以上的制造業(yè)企業(yè)應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人及智能裝備。在有“世界工廠”之稱的東莞，由政府組織的抽樣調(diào)查顯示，近五年來(lái)該市共有66%的企業(yè)投入資金開展了“機(jī)器換人”工作，92%的企業(yè)表示未來(lái)兩年將繼續(xù)加大投入或準(zhǔn)備開展相關(guān)工作。

近年來(lái)，我國(guó)勞動(dòng)力市場(chǎng)發(fā)生改變，招工難、人力成本上升以及企業(yè)對(duì)年輕一代員工管理難度不斷加大。另一方面，我國(guó)制造業(yè)成本也一直在上漲。因此，很多企業(yè)將“機(jī)器換人”視為降低生產(chǎn)成本的出路。在東莞已經(jīng)開展“機(jī)器換人”的企業(yè)中，統(tǒng)計(jì)顯示有一半企業(yè)表示節(jié)省生產(chǎn)人員10%以上，20%的企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)人員30%以上。

但對(duì)很多中小企業(yè)而言，普及使用工業(yè)機(jī)器人也面臨一大挑戰(zhàn)：巨大的投資成本。目前我國(guó)70%的機(jī)器人均由外國(guó)廠商生產(chǎn)，價(jià)格居高不下。究其根本原因，我國(guó)還缺乏對(duì)工業(yè)機(jī)器人控制工藝的研究，關(guān)鍵元器件無(wú)法實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。未來(lái)，我國(guó)仍需加快工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究開發(fā)與生產(chǎn)。

結(jié)語(yǔ)

從制造業(yè)的發(fā)展歷程看，我國(guó)正處于高速工業(yè)化進(jìn)程中，生產(chǎn)手段必須要經(jīng)歷機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化、信息化的變革，塑料制品也將經(jīng)歷數(shù)量、質(zhì)量、柔性低成本的發(fā)展階段。如何適應(yīng)快速變化的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，如何以高質(zhì)量、低成本和快速反應(yīng)的手段在市場(chǎng)中取得生存和發(fā)展，正是我國(guó)企業(yè)當(dāng)下迫切需要解決的問(wèn)題。這些問(wèn)題為我國(guó)工業(yè)機(jī)器人提供了不同的市場(chǎng)需求，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用市場(chǎng)日趨成熟。