工业机器人在乳化炸药包装线的应用

黎旭东（重庆顺安爆破器材有限公司东溪分公司，重庆 401421）

1 工业机器人发展历史及应用概述

1.1 国外机器人发展史及应用

自1920 年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。1942年美国阿西莫夫提出“机器人三定律”后，直到1959年约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation 公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。后50年迅速发展全球四大机器人公司诞生，其中日本的发那科、和安川数控系统生产、生产伺服和运动控制瑞士的ABB运动控制系统、德国库卡六轴机器人。

1.2 国内机器人发展史及应用

我国工业机器人起步于上世纪1970 年初期，经历近40 年的发展，大致分为四个阶段：70 年代的萌芽期，80 年代的开发期和90年代的实用化期，2000年代飞速发展。

自90 年代初期起，我国国民经济进入实现两个根本的转变时期，掀起新一轮的经济体制改革个技术进步热潮，我国机器人也在实践中迈进一大步，先后研制出一大批点焊、弧焊、装配、喷漆、切割包装码垛等等用途的工业机器人，并实施一批机器人应用工程，形成一批机器人产业化基地，为我国机器人的腾飞奠定基础。

随着人口红利的逐渐下降，企业用工成本上升，工业机器人逐步走入公众视野。2014年中国成为世界工业机器人第一消费大国。

2 工业机器人在民爆生产线的应用技术概述

目前，在民爆生产线使用工业机器人的应用集中在生产末端的包装生产线之中，例如药条的抓捡、码垛包装等工序之中，这类工作重复，工作量大因此工业机器人取代人工具有的优势在于准确性高、一致性好、产能最大限度释放等优点[1]。MGEPL—R 机器人（见图一）系统分为机械抓手、控制系统、识别系统、气动系统、行走机构等部分。根据实际生产需要外配自动

图一

图二

称重、自动打包机、投标机、贴标机等外接设备。和整体生产线联动控制，形成一个完整的智能化包装生产线。

2.1 药条输送系统

药条经过灌装后进入传送系统进入包装生产线进过传输皮带分区震动整形后，前端识别系统识别后，机器人由自身与电机同步伴随抓取、PLC 控制电磁阀进行抓起到码垛皮带，放下，码垛皮带再有PLC 控制走相同的隔断进入后端甄别系统，保证药条数量正确，确认无产品质量问题，继续进行药条装袋工序，最后称重无误投标、喷涂生产日期后封箱打包进入库房。

2.2 药条整理机构

药条进入包装线后，分别进入两条包装线，为了机械抓手能准确抓取药条，需要振动分料进行整理工作，使得药条按顺序排列整齐，使其让视觉识别系统识别，因此整理的是否排列整齐决定了药条质量与抓取的工作效率，若识别不清楚，机械抓手可能不抓或乱抓造成残次品的增多。

2.3 识别系统与抓取系统见图二

在抓取系统的前后都有一个工业摄像机，前端工业摄像机对药条位置进行确认，传输给机械爪进行定位抓取。当药卷进入码垛最前端，后端的摄像头进行药条的个数、外形进行判断。若不合格进行倒出，在此进入运输带中循环。

抓取系统由工控机、四轴机械手、控制器、通讯线、传感器等部件组成，和plc 配合进行药条的抓取拿放工作。通过抓取前的视觉定位技术，将药条准确位置传输给机器人控制系统，控制器发送信号给驱动执行相关动作，传感器确定是否完成抓取动作，最后放入码垛皮带进行下一轮的抓取任务。

2.4 码垛

充分考虑内转工具的空间形状要求，在满足转运能力的同时，应防止排面垮塌后在运输和装卸过程中出现意外。机器人在完成释放动作后，物料将会按设计好的顺序形成一定的层数和排数，箱与箱或袋与袋码垛在输送过程中必须能保持整齐平整，同时车内增加阻挡装置，以保证码垛垛形整齐和稳定。科学的垛形设计，既可以保持垛形稳定，也可以合理利用空间，还可以在出入库时提高效率，降低工人劳动强度。

2.5 安全防爆要求

民爆产品因其爆炸危险特性，要求包括机器人本体、行走机构、传输系统、信号采集和通讯、控制电脑在内的设备满足其在不同危险等级工房里的防爆要求。

3 现场应用情况

目前，民爆生产线中广泛应用的MGEPL-R 机器人包装系统适适应φ32mm—φ110mm 的药卷，根据药卷直接不同抓手可以随时调整不同规格[2]，产量在4T—8.2T 之间，这样较原先工艺节省2—3个劳动力长期重复工作，MGEPL-R 机器人包装系统实现了生产线从输送、整理、自动码垛、自动外形质检等功能。

4 结语

如今智能制造已经成为工厂发展的大趋势，我们应该顺势而为大力发展智能水平[3]。积极技改提升企业生产能力从机电一体化到现在的智能制造，实现机械与控制的结合，提高生产效率，节省生产成本。这些优点显而易见。因此建议企业因全面提升自动化水平和本质安全程度，推动整个行业健康发展[4]。