李祥亮

【摘  要】机器人和人工智能的快速发展，使得工厂的生产线设计更加的优化，生产效率和生产质量大大提高。未来的生产线将由大型复杂系统逐渐向低成本、精确可靠、方便管理、小型化、单元化、精细化方向发展。本文主要概述了柔性智能生产线的技术发展、国内的研究现状和技术说明，并提出了未来柔性智能生产线的发展方向，对未来研究发展具有一定的参考价值。

【关键词】柔性;机器人

一、柔性智能生产线简述

柔性制造技术大约在上世纪70年代末走出实验室，成为一些先进生产线上的主力设备，加之各种数控加工机床发展迅猛，尤其是以数控加工为主的柔性加工技术的发展更为迅速，并掀起了一番热潮，由于具有多品种、多功能性的特点，在制造业的各个领域中被广泛的关注和适用。

二、柔性智能生产线的技术发展

对于传统的生产线而言，均是类似于滚筒线形成输送线的主线，或是以输送带作为输送线的主线，将工件在主线上流动起来，实现流水化作业，大众的目光主要在生产线的分析、规划以及设计上，并没有考虑技术上的合理性、可靠性、生产质量以及效率;尤其当加工工序较多时，场地需求特别大，且一旦整个生产线布置好后，通过若干次改造生产线上的设备，才能满足要求，且很难迁移整条生产线，改造成本需要花费巨额财力支持。另外，整个生产线不能自由的衔接，增加或者减少其中一个加工工位，或者调整工序都比较困难，便利性不够，尤其是在产品的零部件众多，装配复杂情况下，传统的生产线只能装配一种产品，如果需要在一条生产线装配多种产品，传统的生产线已不能实现柔性化制造，最终实现不了智能化生产，生产效率也大大降低。

2015年，被誉为智能机器人元年，随着《中国制造2025》提出，加快机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品、电子等行业生产设备的智能化改造，提高精准制造、敏捷制造能力;统筹布局和推动智能交通工具、智能工程机械、服务机器人、智能家电、智能照明电器、可穿戴设备等产品研发和产业化;其中，尤其提到智能制造的实现需要工业机器人、工业大数据以及人工智能等多个层次上技术产品支持;习近平总书记也提到“机器人时制造业皇冠顶端的明珠。其研发、制造、应用更是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的中药标志”。

受政策的鼓励和指引，国内各种机器人公司发展迅猛，涌现出了许多具有发展潜力的机器人公司，例如沈阳新松机器人、博实股份、上海机电、碧桂园旗下的佛山博智林机器人有限公司等。同时，由于智能机器人在制造行业的广泛使用，新型柔性智能生产线顺应时代要求，再次引起大家的注意，各种各样的柔性智能生产线应运而生。

对于传统的自动化生产线上的工业机器人，主要以搬运、装配使用，与自动化生产线只能做信号的对接处理，且仅针对每种产品做定制性的机器人运动轨迹、机器人控制程序，不能适应自动化生产线的变化。由于现代的自动化生产线往往会有多种类、多型号产品共用生产线的需求，所以运用了智能系统的工业机器人自动化流水线即柔性智能生产线便具有了较大优势。智能系统充分利用了多种传感器，其中包括接触式和非接触式传感器，采用非接触检测方式进行物体定位和信息采集，并能够通过各种算法对数据进行实时转换，经过以太网传递给工业机器人，而工业机器人搭载了各种控制系统，能够对数据进行运算处理，并根据数据做出路径规划，实现了工业机器人的智能化控制;加之，工业机器人在生产线上的优化配置，工业机器人自动化生产线就能智能的根据产品种类进行工作流程的自动转换，也就实现了柔性智能生产的需求。

三、柔性智能生产线的国内研究现状和技术说明

目前的很多工业机器人设备仅仅局限于工作站的形式，而自动化研究设备也局限在电气及自动化技术的研究方向，很多科研人员对工业机器人及智能柔性生产线的结合没有很好的基础，也没有很好的科研设备，难以对科研项目进行有效开展。经过多年潜心研究和技术积累，目前我国的柔性智能生产线有了一定的发展。

苏州博实机器人技术有限公司在柔性制造物流系统上更加注重机电系统全面开放，完全模拟工业现场实际自动化生产线操作过程，同时具有模块化和高柔性的特点，可快速适应不同产品的生产制造。安徽江淮汽车股份有限公司设计了一种汽车侧围柔性生产线，实现了多车型侧围共线柔性生产，节约了多线生产的占地空间以及生产维护及管理成本，可以用于多种车型侧围生产，改变了传统单一车型的生产模式。山东非凡智能科技有限公司设计了一种智能移动式加工流水线，通过设计多个移动式作业平台，作业平台按加工流水线的工艺流程进行1-n个排序，n的数量与工序的数量对应，作业平台按工艺流程的顺序预先设定其行走路径让其自行达到指定工位。通过该设计，无需对工厂进行基建，更大程度地实现了流水线的灵活性，可根据实际使用情况随意进行工位调整。厦门攸信信息技术有限公司研制了一种数码产品全自动化装配的柔性实现系统，通过在厂房内设置摄像头、多个装配区、多个迷你机器人和控制系统;工作时，控制系统调度相应装配步骤的迷你机器人前往相应的装配区进行装配。该生产线通过对迷你机器人的灵活组合，可以有效的应对柔性生产中的需求变更，完成不同的工作任务，充分有效地利用厂房空间。于涛等人研制了一种六轴工业机器人与智能视觉柔性线装置，其以现代工业自动生产线的实际需求及智能化应用特点为依据，集机器人、智能视觉、电气自动化控制技术于一体，实现了六轴工业机器人应用下的智能视觉柔性线。黄华等人通过在生产线上设置柔性工作台，在柔性工作台的两端分别设有起落式平台，其中一个起落式平台的侧部设有出料台，该柔性工作台的前后两侧分别设有多个能够装配产品的装配机器人，通过设置出料斜面，以使得落料更加的顺畅，它解决了在自动化生产线中不能够在传动带上直接对产品进行装配加工的技术难题。

四、柔性智能生產线的展望

由大型复杂系统逐渐向低成本、精确可靠、方便管理、灵活性小型化、单元化、精细化方向发展;软、硬件兼顾，采用人工智能在未来的柔性制造中将发挥日趋重要的作用，柔性制造逐渐向智能自动化方向将是一种主要趋势。

参考文献：

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[2] 田馨.“中国制造2025”重大战略的新形势与现实路径研究[J].改革与战略，2017，33（03）：57—60.

[3] 沈建新，田威.基于工业机器人的飞机柔性装配技术[J].南京航空航天大学学报，2014（2）.

（作者单位：国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心）