什么是工業自動化(IA)?
工業自動化是指以制造業為代表的各行業中,工廠和生產現場的制造、組裝、檢查等工序不需要通過人力為實現自動化的綜合性技術和系統。在這當中,工業機器人、數控系統、各種傳感器,甚至IoT和AI等先進技術也被采用。主要是為了實現提高生產效率、削減成本、穩定品質、減輕勞動負擔、以及危險作業中工作人員的安全保障。 以前由人力承擔的作業,通過PLC(可編程邏輯控制器)和工業機器人也可以實現自主控制,有的可以實現24小時連續運轉。通過靈活運用IoT、AI和大數據,生產數據的實時采集、分析和過程監控也成為可能,生產線的優化和預測性維護,又加速了智能化工廠的發展。
工業自動化和工廠自動化
工業自動化和工廠自動化經常被認為是同義詞,嚴格來說,它們是不同概念。 工業自動化是包括制造業在內的所有產業的生產工序自動化,能源和物流等制造業以外的廣泛領域也是其范疇。 另一方面,工廠自動化是其中的一部分,指以工廠內部生產工序為中心,使用工業機器人等來實現自動化和效率。 另外,工業自動化的細分領域,也有以化學和能源為對象的工序自動化(PA),與工廠自動化基本同義的制造業自動化(MA)等用語,地區和語境不同會區別使用。
工業自動化和齒輪
支撐工業自動化的技術當中,承擔著扭矩和速度的傳遞、方向轉換的齒輪是極其重要的機械要素。 最普遍的直齒輪在兩個平行軸之間傳遞動力,在機器人,機床,搬運裝置等領域廣泛使用。 交錯軸使用的蝸輪蝸桿可以在狹小空間獲得高減速比,而且具有自鎖功能。 錐齒輪適合軸角度的改變,其中的一種叫做準雙曲面錐齒輪具有高減速比,在機器人內部廣泛使用。 把旋轉運動轉換成直線運動的齒輪齒條是和絲桿并列的代表性直線運動機構,在自動化設備中不可或缺,在龍門機器人等機構中也有使用。 像機器人這樣要求高精度控制的地方,使用多個齒輪組合的模組比如減少側隙的波動齒輪機構中也會用到。 在工業自動化中使用的齒輪,為了確保高精度和高硬度,會對齒輪施加研磨和熱處理等高難度加工技術,以應對現場的嚴格要求。