智能机器人装修工作站
【摘要】在现实的装修过程中，像墙面喷绘、粉刷、打磨等过程都是由人工完成的。虽然最近几年的装修工具越来越丰富，但仍旧主要由装修工人手工现场操控，在装修过程中由装饰材料释放出的大量有害气体以及所产生的粉尘，都会对装修人员的身体造成一定的伤害。即使做好防护工作，在长期从事装修行业的情况下，也会落下一些难以治愈的职业病。
国务院于2015年发布“中国制造2025计划”，明确中国在未来十年的五大建设工程。“智能制造工程”是五大工程的重点。工业机器人应用作为智能制造的重点行业，正发挥着勃勃生机。结合工业机器人的使用特性，调研装修工人在实际的工作情况，从装修过程中的工序和特点进行考虑。再根据可行性、合理性、实用性的设计原则，设计了能够满足日常装修要求的智能机器人装修工作站。将装修过程所需要使用的工具集成在工作站内，根据要求编制相应的程序，从而实现不同的装修功能。同时，操作人员还可以根据需要开发特定工具，让该工作站具有了良好的扩展性。
【关键字】装修；工业机器人；工作站
一、设计初衷
随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，客户对于装修有着更高的要求。客户要求装修人员具备更高的技能水平、更短的施工工期。这无形中增加了对于工作人员培养的成本和培训周期。另外，由于工作人员在装饰装修时存在着各种不确定因素，致使实际的装修效果与样板存在着较大差异。另一方面，在现实的装修过程中，像墙面喷绘、粉刷、打磨等过程都是由人工完成的。
在工人手工装修时，所使用的涂料往往会散发出甲醛等有害气体，同时，装修过程中也会产生大量的粉尘。这些都会对装修人员的身体造成一定的伤害，长期从事装修行业的工人，甚至会落下无法治愈的职业病。虽然最近几年的装修工具越来丰富，但仍旧由人力现场操控，装饰材料含有大量有害物质，就算做好防护工作仍有可能对工作人员的身体造成一定的伤害，长期从事该行业甚至会落下无法治愈的职业病。
二、设计方案
经过对装饰装修工序的调查与研究，再结合工业机器人的工作特点，所设计的智能机器人装修工作站应包含有喷腻子、打磨、刷浆、贴板、打钉、喷绘等装修工序。
确定了工作站的实际功能，然后根据要求设计相对应的工具来满足装修工作，根据工业机器人的使用特点，在查阅了工业机器人相关资料后，选择IRB4600机械手作为主要的实施单元。另外，为了完成喷腻子、打磨、刷浆、贴板、打钉、喷绘等装修工序，在工作站内又加入了喷枪、磨盘、气动夹爪、吸盘、喷头、钉枪、滚筒等工具来满足工序要求。
为了能实时的检验装修过程，对装修的效果有直接的监督反馈，以便操作人员能够根据实际的装修情况进行适当的调整，在工作站当中加入视觉模块。视觉模块主要包括显示装置和检测装置。
三、功能展示
下面，以在墙面上完成喷绘“大国工匠” 四个彩绘字来详细的阐述该工作站的具体工作过程。
1.配备工作站所需工具及设备
根据装修过程中需要具备的功能和以及工序要求，在智能机器人装修工作站内需要包括多种快换工具、置物架、视觉模块、显示器、控制器、气泵、装饰图案、文字、集成板、喷绘板等各种设备及器件。
2.智能工作站装修过程
首先，使用IRB4600机械手在工具库中抓取喷枪，根据编程人员在程序内设定的工作路径，然后在墙面上喷涂腻子。
待腻子凝固之后，另一只机械手在工具库中抓取磨盘工具，将墙面打磨光滑。
待墙面打磨光滑之后，机械手臂抓取滚筒，在墙面的装饰位置按照设定轨迹进行刷浆工作。
随后，另一只机械手臂使用吸盘吸住集成板，按照刷浆后的位置进行摆放。待集成板位置摆放到位之后，另一只机械手抓取钉枪，在集成板四个角的位置进行打钉。
最后，两只机械手进行协作，一只机械手用气动夹爪抓取喷绘板放到指定位置，然后由另一只机械手夹取喷头在喷绘板上工作，进行喷绘工作。
经过上述几道工序的工作任务，最终在装饰墙面上呈现出“大国工匠”四个喷绘字。
四、推广价值
根据设计要求和实施过程可以总结出该工作站具有两大特点。一是集成化程度高，在该工作站具体实施工作任务时，只需要将装修功能和工序中需要使用的工具安装在工作站的设定位置上，随后编制特定的程序，调试成功后即可进行装修任务。二是具有可视化，在智能工作站工作过程中，可以对整个装修过程进行实时监督，当摆放位置不当，装饰效果不理想时可以进行及时的调整。
结合人工装饰装修的实际工作情况，使用多功能墙面喷绘装饰机器人具备以下四大优点。
1.安全，工作人员只需提供装修材料，在装修过程中只负责监督和机器的操作，由装饰材料产生的危害可以降到最低。
2.高效，对于相同类型的装修效果只需要对机器人进行编程，设置好装修位置即可。
3.便捷，我们将机器人设计成一个集成度高的工作站，到达装修地点时只需按照要求安装好设备即可进行装饰装修。
4.品质保证，由于使用程序控制机器人，依靠机器人的优异性能，让装修品质得到保障。
通过对人工装修的成本进行调研，然后与智能机器人装修工作站的装修费用进行对比得出以下结论。采用机器人装修比人工装修节省费用2/3，节省时间1/3，质量要比人工更为优异。
总体来说，利用智能机器人装修工作站进行装修，装修周期短，对人体没有伤害，稳定性好，工作效率高。
