▎机器人代替人工操作已成为大势所趋

机器人已在当今社会许多领域发挥着积极作用,其中工业机器人的应用最为普遍,技术也相对成熟。究其原因主要有两点:

一是近年来第三产业迅速发展,人们的就业机会、就业趋势、择业观念发生了很大变化，钢铁、纺织等传统制造业由于劳动环境、工资待遇等因素出现了招工难、用工成本高的现象

二是诸如信息技术等新兴产业对操作人员的熟练程度和精细化操作要求较高，致使培训成本高、周期长，同样形成了用工紧缺现象。

因此，无论在传统制造业还是新兴产业的生产线上，使用工业机器人代替人工操作将成为大势所趋，机器人的使用也将成为未来制造业自动化水平的一项重要标志。以谷歌、英特尔、微软等为代表的一批信息技术企业瞄准市场先机，悄然布局机器人研发应用领域，把机器人与大数据、物联网、人工智能等众多先进技术融合发展，成为其智能化服务平台的一部分。

机器人是一种高端智能装备，不仅仅是传统意义上的机械电子一体化产品，牵涉到计算机技术、传感器技术、自动控制技术等先进技术，同时还融合了人工智能等跨学科高新技术。

综合分析国内外工业机器人的应用情况，主要分布在三种场合：

一是对产品精准度要求高的工业生产线，人工长时间操作容易产生疲劳，造成精力不济，使用机器人可以有效避免这种情况，最大限度地提高正品率和生产效率

二是有些行业仍然不同程度地存在劳动强度大、工作环境差、影响操作人员身体健康的现象，使用机器人代替人工操作可以实现文明生产，达到“以人为本”的企业目标

三是出于产品成本因素，降低人工成本方面的考虑。正是由于工业机器人的推广应用，提高了相关行业的劳动生产率和产品质量，提升了企业的经济效益，改善了劳动条件，实现了文明生产。

▎机器人应用已具备行业优势

总体来看,工业机器人在我国的应用水平仍然很低,其中汽车制造业是最先开始尝试和推广的行业之一,其标准化的工业流水线非常适合机器人自动化操作。

工业机器人在纺织生产中的应用已具备一定行业基础，笔者认为至少有三点依据。

一是基于纺织行业的生产特点，多工序、多机台、连续化、专业化分工细且协作程度高，大多工序实行多人按照相关工作法模式操作，有利于机器人类型设计和配置

二是通过多年来的技术改造和技术升级，提升了纺织生产线的自动化水平，以棉纺行业为例，已推广应用了自动换筒技术、自动落纱技术、自动清洁技术、自调匀整技术、除尘与温湿度监控技术等先进技术，这些先进技术为工业机器人的配置应用提供了相应的技术铺垫。

三是纺织车间存在噪声、温湿度、空气洁净度等影响操作人员工作环境的实际问题，采用工业机器人不失为一条行之有效的解决途径。

▎纺织生产智能发展带动了机器人的开发应用

近年来，在纺织装备自动化、纺织生产连续化的基础上，纺织行业迈入了智能化进程。纺织产业智能化的涵盖范围更加宽泛，在生产组织方面，包括智能生产流水线、智能生产车间、智能生产工厂等；在产品流程方面，包括产品智能设计、工艺智能管理、质量智能控制等。

结合我国纺织行业现状，创建新型生产模式，提升智能化制造水平，需要找准切入点。

业内专家认为，首先应该从发展智能化装备入手，研发具有信息化构架下的智能化与数字化高端纺织装备设计技术平台，开展纺织装备的“人因工程设计”，实现纺织生产设备的智能化控制。

为适应传统纺织行业转型升级需求，推进纺织生产自动化、连续化、智能化水平不断发展，加快工业机器人的推广应用势在必行。

随着工业机器人的广泛应用，可以有效推动纺织生产进一步智能化。

以棉纺企业为例，未来可进一步推广先进工艺，进一步合理优化缩短工艺流程，通过生产工序的进一步连续化，并在关键工序、关键操作点位设计应用机器人，以期实现大幅度减少用工，使未来有望建成少用人、甚至无人的棉纺织车间。

机器人在棉纺织行业的应用示例

▎细纱自动落纱机器人

当细纱满管时，落纱机器人在轨道上缓缓运行，抓纱臂准确地抓起管纱并将其放在纱筐中，再将一个个空管快速地插到锭子上。落纱机器人是细纱集体落纱装置的一个有力补充。

落纱机器人的应用灵活性相对较高，一台机器人可以应用于多台细纱机，完全可以取代传统的人工拔管、插管工作，有效降低了工人劳动强度，提高了工作效率，减少了生产成本。

现阶段，一台机器人可以完成8名操作工人的工作量，大约节约劳动成本50%。

▎筒纱自动包装机器人

筒纱自动包装机器人应用在络筒工序之后，对络筒生产的筒纱进行自动套袋、封口、称重、标记和流转。该机器人将整个筒纱包装过程完全自动化，减少了人工操作。

在筒纱的装袋机械手中采用机器视觉对筒纱进行定位，避免了对筒纱的损伤；在称重标签环节利用物联网技术对装袋筒纱的信息进行实时标记，为物流仓储及销售管理系统提供实时信息。

▎粗纱自动落纱机器人

根据相关文献报道，一种国产粗纱自动落纱机器人已经研制成功，这种机器人主体结构为行走系统、取放机械手、满纱吊装机械手、空管输送系统和轨道系统五个部分，各个部分之间既相对独立又相互关联。

行走系统依据落纱时序由plc控制启动，按照设定的步幅自动到位。取放机械手的定位精度代表着落纱机器人的核心技术，决定了落纱机器人的工作效率与生产水平。

满纱吊装机械手、空管输入和满纱输送环节通过网络信息交互构成细化的时序精确运行，使粗纱机自动落纱机器人实现有效、准确、快速的粗纱落纱功能。

该技术可以在不改变粗纱机结构的前提下，与纺机制造企业实现新机配套，也可以为棉纺企业正在运行的粗纱机进行技术改造，达到提高企业自动化水平、节约人工成本、提高生产效率的目的。

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机器人在纺织行业的发展展望

▎纺织工业用工成本将推动机器人的应用

随着我国人口结构的老龄化和社会就业选择的日渐多元化，带来了企业用工成本的持续高涨。

中国棉纺织行业协会通过近五年连续跟踪近百家行业大中型企业得出的数据，近五年间棉纺织企业工资支出总额年均增长率为7%左右，而5年间企业全部就业人数年平均降幅为5.7%，职工人均工资5年间平均增长率为13%，高于全社会12%的增幅。

对此，一方面可以看出企业利润空间和生存空间受到挤压，另一方面可以看出传统纺织行业相对信息技术等新兴产业，无论工资水平还是劳动环境都不具备竞争力，出现了不同程度的“用工荒”。

在此背景下，工业机器人的应用无疑为纺织行业降低劳动成本、提高生产效率和产品质量，由传统的批量生产向更加能满足客户个性化需求的小批量生产和订单生产提供了一种新的可能性。

可以预见，在纺织行业转型升级的发展进程中，越来越多的工业机器人将会走进纺织生产车间，从根本上解决困扰纺织企业经营者用工成本持续增加和“用工荒”的难题。

▎机器人在纺织行业的应用还处于初级阶段

近年来，随着科学技术的不断进步，纺织新技术、新材料、新工艺、新设备取得了快速发展。在自动化方面，实现了梳棉自动换筒、并条自动换筒、精梳自动换筒，粗纱自动落纱、细纱自动落纱、转杯纺纱自动接头、喷气涡流纺纱自动接头、络筒自动接头。

在连续化方面，实现了开清棉工序和梳棉工序间的连接(即清梳联)、细纱工序和络筒工序间的连接(即细络联)及精梳准备至精梳机、粗纱机至细纱机之间半制品的自动运输。

在智能化方面，实现了计算机自动配棉、并条自调匀整、络筒纱线粗细节自动切除和异纤切除等新技术。

相对以上新技术，工业机器人的应用占比仍然很低，以自动落纱为例，目前国内仍然使用人工落纱方式进行生产或部分生产的企业仍然占多数。

在棉纺织生产线中大力推广机器人，仍有许多技术问题尚未解决，以环锭细纱机的自动接头为例，需要经过找头、引纱、穿钢丝圈、穿导纱钩等动作，接头程序复杂，对机器人的智能性要求很高。

我国着名纺织专家、中国工程院姚穆院士曾呼吁，“集中精力，力争在较短时间内突破完成环锭细纱机断头自动接头的机器人。” 机器人换人是现代工业发展的必然趋势，必将成为纺织生产环节现代化的一项重要标志。

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