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摘 要：随着社会的发展，时代的进步，砖瓦行业自动化程度的迅猛发展，现有设备老化、生产能力下降，远远不能满足现代化生产发展的需要，生产能力只能达到原设计的50%左右。同时，企业用人多、工作环境差、成本费用高、企业效益差的弊端同益突出。尤其是在农忙、春节、夏季等时期会出现明显“用工荒”现象。职工对现有的“苦、脏、累”环境怨声载道，日益不满。因此，采用先进的自动化码坯系统代替现有系统势在必行。特别是平煤集团下属煤矸石制砖企业众多，企业经营渐入困境，机器换人的思路应尽快实施。
关键词：机器人;制坯系统;自动化;研究;应用
1、机器人自动化制坯系统研究应用的背景
我国砖瓦行业设备飞跃发展的年代，越来越多的高端自动化控制系统被运用到产品开发中，提升了产品功能、运行精度、定位准确度等特性。同时，人力资源的短缺与高薪成本，更促使了自动化生产模式普及化。
在行业发展前期，我们采用人工接坯、码坯方式。这种方式具有成本低、维护费用少的优点，但同时我们也看到产量低、产品种类少、质量低、工人劳动强度大等缺点。在中期发展中，我们将码坯机等普通机械运用于生产线中，用户厂房的建设、 设备的投入上都要求较高，如设备尺寸较大和实现动作协调设备比较多等，用户除了要保证厂房有足够的空间，而且需要付出高额的购买与维护成本。随着市场对产品质量需求的不断提高，产品质量低、设备维护量大、后期使用费用高等缺点尤显突出。社会进步、人性化管理也使得劳动者对劳动强度方面有了更高要求 ，由体力型向技能型，由高强度劳动向低强度型转化成为社会劳动力市场发展趋势;人工工资逐渐增加，原料成本呈走高趋势使得原本利润微薄的制砖行业举步维艰。增产提效、降低人工，减少成本、增加利润成为必然，这使得实现设备大产量、自动化、 机械化生产成为必然。
机器人自动化码坯技术改造工程，符合国家中长期节能专项规划和资源综合利用的产业政策，是解決企业用人多、工人劳动强度大、工作环境高温等问题的有效途径。对企业降低生产成本、实现资源优化配置和可持续发展、增强同行业竞争力具有明显效果。
2.机器人码坯系统的研究
2.1“工业机器人”介绍
世界上第一台“工业机器人”是由ABB公司在1969年发明的。我们知道20世纪70年代至80年代由发达国家发起的“新技术革命 ”运动，这场运动迅速风靡全球。以 “新技术、新材料、新能源”、“自动化和信息化”为核心的新技术革命不仅引发了全球工业技术、工业结构的快速发展和调整进步，甚至影响到了人们的社会意识和社会格局的变化和提升。“工业机器人”的诞生和应用在其中起到了重要的推动作用。那些“人工操作”效率低、危险性大、工作环境恶劣的场合，那些“人工操作”受能力和情绪影响“做不了、做不好”的工作，由“工业机器人”替代以后，从“效率效益”和“人性化”各方面实现了“根本性”的改变。
2.2机器人码坯系统的介绍
机器人码坯系统采用国际最新、最先进砖瓦生产线成套工艺设备模式，使用智能机器人码坯、卸砖方式建设生产线，针对以煤矸石、页岩、粉煤灰、矿渣等为原料生产烧结空心砖、装饰砖等而开发的技术装备，完成砖机挤出成型、切条、切坯、输送、编组、码垛等一次码烧工艺过程，实现全套制坯工艺设备自动化、机械化生产。在整个工艺流程中，主要技术是用智能机器人码坯（卸坯），提高效率及科技水平降低使用维护费用。采用当今世界最先进的码垛用途机器人它的动作速度快、精度及可靠性高，寿命及问隔维护周期长体现了现代机械的先进水下.它配备的NX100高性能控制柜及LCD彩色显示触摸屏的示教编程器，提高了智能机器人的可操控型，使整条生产线作业系统更加完美.
2.3机器人码坯系统主要技术参数
主要技术参数见下表。
2.4设备组成、功能实现
设备包括真空挤出机、切条机、加速皮带机、自动切坯机、输送机、编组机组、智能机械手码坯机、牵引机、干燥窑、摆渡顶车机、焙烧窑、智能机械手分拣机等多台设备分别完成或配合完成相应工艺工作，每台设备均为自主研究开发并具备自主知识产权，可单线完成年产量3000万块（折普通砖）至16 000万块（折普通砖）生产量，是目前国内最先进的烧结砖生产工艺成套技术设备。成型由真空螺旋挤出机完成，切条、切坯由切条机、加速皮带机、自动（倒角）切坯机相互配合完成，坯体输送、编组由皮带机、翻坯机组等完成，码坯由编组机组、智能机械手码坯机配合完成。
2.4 机器人自动化码坯的组成及功能实现
智能机器人主要由主控、伺服驱动、内置PLC等部分组成。除了控制机器人动作外还进行输入输出控制等。主控部分按照示教编程器提供的信息，生成工作程序，并对程序进行运算，算出各轴的运动指令，交给伺服驱动;伺服驱动部分将从主控来的指令进行处理，产生伺服驱动电流，驱动伺服电机;内置PLC则主要进行输入输出控制。控制柜在机器人进行作业的时候通过输入输出接口，发出指令，并监控工作情况，同时还对周边装置进行控制。智能机器人的轨迹和速度变化通过高佳能控制柜控制，并运用了诸如快速接近以缩短空行程时问的最优化功能。其中加装了机器人自身碰撞检测功能。这种功能可以有效地对机器人与外部设备的碰撞进行检测，并立即停止机器人的运行以保护机械手及被碰设备免受损害。
3.机器人自动化码坯的技术特点
采用智能化成套机械设备完成全部工艺生产过程，减少人工，降低工人劳动强度。
采用进口智能机器人本体，实现工艺设备简化，降低建厂投资成本及使用维护成本。由于进口智能机器人本体轴数多、体积小，占用工作空间小，避免桁架式机械手体积庞大、结构组成较多占地面积及使用空间很大的缺点，简化设备工艺，节约建厂资金，降低成本;另外智能机器人本体寿命长、维护量少可大幅度减少设备使用维护费用。
关键词：机器人;制坯系统;自动化;研究;应用
1、机器人自动化制坯系统研究应用的背景
我国砖瓦行业设备飞跃发展的年代，越来越多的高端自动化控制系统被运用到产品开发中，提升了产品功能、运行精度、定位准确度等特性。同时，人力资源的短缺与高薪成本，更促使了自动化生产模式普及化。
在行业发展前期，我们采用人工接坯、码坯方式。这种方式具有成本低、维护费用少的优点，但同时我们也看到产量低、产品种类少、质量低、工人劳动强度大等缺点。在中期发展中，我们将码坯机等普通机械运用于生产线中，用户厂房的建设、 设备的投入上都要求较高，如设备尺寸较大和实现动作协调设备比较多等，用户除了要保证厂房有足够的空间，而且需要付出高额的购买与维护成本。随着市场对产品质量需求的不断提高，产品质量低、设备维护量大、后期使用费用高等缺点尤显突出。社会进步、人性化管理也使得劳动者对劳动强度方面有了更高要求 ，由体力型向技能型，由高强度劳动向低强度型转化成为社会劳动力市场发展趋势;人工工资逐渐增加，原料成本呈走高趋势使得原本利润微薄的制砖行业举步维艰。增产提效、降低人工，减少成本、增加利润成为必然，这使得实现设备大产量、自动化、 机械化生产成为必然。
机器人自动化码坯技术改造工程，符合国家中长期节能专项规划和资源综合利用的产业政策，是解決企业用人多、工人劳动强度大、工作环境高温等问题的有效途径。对企业降低生产成本、实现资源优化配置和可持续发展、增强同行业竞争力具有明显效果。
2.机器人码坯系统的研究
2.1“工业机器人”介绍
世界上第一台“工业机器人”是由ABB公司在1969年发明的。我们知道20世纪70年代至80年代由发达国家发起的“新技术革命 ”运动，这场运动迅速风靡全球。以 “新技术、新材料、新能源”、“自动化和信息化”为核心的新技术革命不仅引发了全球工业技术、工业结构的快速发展和调整进步，甚至影响到了人们的社会意识和社会格局的变化和提升。“工业机器人”的诞生和应用在其中起到了重要的推动作用。那些“人工操作”效率低、危险性大、工作环境恶劣的场合，那些“人工操作”受能力和情绪影响“做不了、做不好”的工作，由“工业机器人”替代以后，从“效率效益”和“人性化”各方面实现了“根本性”的改变。
2.2机器人码坯系统的介绍
机器人码坯系统采用国际最新、最先进砖瓦生产线成套工艺设备模式，使用智能机器人码坯、卸砖方式建设生产线，针对以煤矸石、页岩、粉煤灰、矿渣等为原料生产烧结空心砖、装饰砖等而开发的技术装备，完成砖机挤出成型、切条、切坯、输送、编组、码垛等一次码烧工艺过程，实现全套制坯工艺设备自动化、机械化生产。在整个工艺流程中，主要技术是用智能机器人码坯（卸坯），提高效率及科技水平降低使用维护费用。采用当今世界最先进的码垛用途机器人它的动作速度快、精度及可靠性高，寿命及问隔维护周期长体现了现代机械的先进水下.它配备的NX100高性能控制柜及LCD彩色显示触摸屏的示教编程器，提高了智能机器人的可操控型，使整条生产线作业系统更加完美.
2.3机器人码坯系统主要技术参数
主要技术参数见下表。
2.4设备组成、功能实现
设备包括真空挤出机、切条机、加速皮带机、自动切坯机、输送机、编组机组、智能机械手码坯机、牵引机、干燥窑、摆渡顶车机、焙烧窑、智能机械手分拣机等多台设备分别完成或配合完成相应工艺工作，每台设备均为自主研究开发并具备自主知识产权，可单线完成年产量3000万块（折普通砖）至16 000万块（折普通砖）生产量，是目前国内最先进的烧结砖生产工艺成套技术设备。成型由真空螺旋挤出机完成，切条、切坯由切条机、加速皮带机、自动（倒角）切坯机相互配合完成，坯体输送、编组由皮带机、翻坯机组等完成，码坯由编组机组、智能机械手码坯机配合完成。
2.4 机器人自动化码坯的组成及功能实现
智能机器人主要由主控、伺服驱动、内置PLC等部分组成。除了控制机器人动作外还进行输入输出控制等。主控部分按照示教编程器提供的信息，生成工作程序，并对程序进行运算，算出各轴的运动指令，交给伺服驱动;伺服驱动部分将从主控来的指令进行处理，产生伺服驱动电流，驱动伺服电机;内置PLC则主要进行输入输出控制。控制柜在机器人进行作业的时候通过输入输出接口，发出指令，并监控工作情况，同时还对周边装置进行控制。智能机器人的轨迹和速度变化通过高佳能控制柜控制，并运用了诸如快速接近以缩短空行程时问的最优化功能。其中加装了机器人自身碰撞检测功能。这种功能可以有效地对机器人与外部设备的碰撞进行检测，并立即停止机器人的运行以保护机械手及被碰设备免受损害。
3.机器人自动化码坯的技术特点
采用智能化成套机械设备完成全部工艺生产过程，减少人工，降低工人劳动强度。
采用进口智能机器人本体，实现工艺设备简化，降低建厂投资成本及使用维护成本。由于进口智能机器人本体轴数多、体积小，占用工作空间小，避免桁架式机械手体积庞大、结构组成较多占地面积及使用空间很大的缺点，简化设备工艺，节约建厂资金，降低成本;另外智能机器人本体寿命长、维护量少可大幅度减少设备使用维护费用。