工业机器人在机械制造领域的发展探索

工业机器人在机械制造领域的发展探索

邓仕宏

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摘要:我国的机器人产业起步较晚，核心零部件依赖进口，但发展速度较快。在“中国制造2025”中，机器人产业是一个不可或缺的关键部分。随着人工智能、物联网、大数据等技术快速发展，机器人产业迎来新一轮融合创新发展浪潮。在市场需求的牵引下，机器人的智能化水平在逐步提高，同时，国内市场加快核心技术的自主研发，在核心零部件上实现了一定的技术突破。本文就工业机器人在机械制造领域的发展进行了分析。

关键词：工业机器人；机械制造；发展

引言

我国制造业不仅规模庞大，其门类齐全，是唯一拥有所有工业门类的国家。随着“中国制造2025”的出台，我国制造业走入了新的发展阶段，面临着转型升级的重要任务。对此，工业机器人有着巨大的应用价值。

1工业机器人在机械制造领域中的作用

1.1变革生产模式

生产模式的变革是机械制造领域的重要内容，而工业机器人则是生产模式变革的有效支撑。从德国、日本等工业强国的发展现状来看，工业机器人的应用使生产线得到了优化，也为制造业带来了更高的品质和效率。优化生产分工，合理配置资源是工业机器人在机械制造领域中的重要作用。以协作机器人为例，在不同的工作场景中，协作机器人能够和工人协同完成复杂的任务，比如，协作机器人负责重复操作，且工作量较大的任务，如取放大型器材等，工人则负责一些精密的装配工作。新型的分工模式将工人从繁杂的工作束缚中解放了出来，为工人开展其他工作提供了条件。不少行业具有一定的生产风险，尽管国家高度重视生产安全，我国制造业每年的安全事故仍然为数不少，特别是一些特种行业。工业机器人的应用也大幅度降低了生产中的风险，因为在一些安全风险较高的环节中，工业机器人能够替代人工，最大限度地保障了人工安全。

1.2提高生产质量

对现代制造业而言，产品规格的标准性与产品质量的稳定性是衡量制造业水平的重要指标。传统的生产方式虽然有操作规程，但工人在工作中容易受内外部因素的影响，无法保证产品的高质量和稳定性。工业机器人的应用在克服此一问题中发挥着突出的作用。以焊接机器人为例，作为应用最为广泛的工业机器人之一，焊接机器人能够自动完成工件的传送和焊接，在汽车工业等多个制造业领域有着巨大的应用价值。焊接机器人具有很高的自动化焊接水平，既提高了生产的效率，也保证了产品质量的稳定性。安装速度传感器能够进一步提高焊接机器人的工作效率。从工业机器人的应用实践来看，德国等老牌工业国家通过在工业机器人上安装速度传感器，并在系统中结合电弧传感器技术，极大地提高了焊接机器人的工作性能。焊接机器人能够自动跟踪焊缝，并进行焊接处理。从长远的角度来看，工业机器人的智能化水平将持续提升，具备自我分析故障、应急处理等功能。

1.3 提高管理效率

机械制造领域是一项系统性工作，既包括技术层面的创新、发展，也包括管理层面的优化、完善。在传统企业的管理中，制度管理居于中心地位。企业根据生产活动的流程，制定细致的规章制度，并安排专业的管理人员，负责制度的实施与监督。制度管理以人为对象，难免会出现人为的偏差，既会影响管理效率，也不可避免地会提升管理成本。对此，工业机器人的应用有着重要的价值。工业机器人具有可重复性，企业只需设定正确的参数，便可让工业机器人按照指令去完成，能够有效降低生产中的人为操作风险，提高生产计划的精确性，保障生产活动的有序开展，从而提高管理效率。在市场竞争日益激烈的今天，制造业企业产品升级换代的速度也在加快，工业机器人在适应不同工件的生产中具有显著的优势，可以通过修改程序来完成，机器人本体并不需要做太多的改动，有效减少了企业在新产品生产中的调整时耗，降低了设备更新的整体成本。

2机械制造领域工业机器人发展趋势

2.1提高仿生性和系统整体性，适用范围更广

在机械制造领域，很多传统的人工操作环节都会被自动化装备取代，比如工业机器人，所以工业机器人的自动化程度会显著增强。而伴随着科技水平和制造能力的提升，工业机器人的成本会不断下降，而使用性能却不断增强。目前工业领域应用的工业机器人大多是以机械臂的形式存在，其原理是通过对人手的模仿，进而实现对人工操作的替代，进而实现自动化，这种工业机器人也是制造业乃至未来机械制造领域系统中应用最为广泛的，所以机械臂形式已经成为了工业机器人的主要发展方向。同时，考虑到机械制造领域中广泛采用了人工智能技术和计算机技术，再加上物联网的支持，所以工业机器人的发展也更呈现出软、硬集成的系统性特点，而且软件层面的控制系统和各个功能应用模块的重要性正在不断提升。因工业机器人无论是在手臂外形结构上还是在控制程序的编程开发上，都高度呈现出仿真拟人化的特点，所以其整体性能不断得到提升优化，在各种工业制造领域的应用可靠性也越来越高，适用范围明显更加广泛。

2.2加强与制造装备、系统的自动化集成应用

在机械制造领域，工业机器人的发展要融入到机械制造领域的体系当中，实现与各种制造装备的协调应用。机械制造领域是1 个结构复杂且涉及要素较多的系统，既有各种硬件设施，还包括海量的信息数据以及各种软件程序。工业机器人作为该体系下的1 个组成要素，要从硬件和软件2 个层面接入到系统当中。硬件体系设计要结合具体的生产对象进行科学布局，将工业机器人、数控机床、物料转运装置按照生产逻辑进行合理配置，确保生产路径规划的科学性与合理性。工业机器人的控制系统及通信模块开发要考虑与制造系统兼容，既能正确接收并理解上位控制端发来的信息，又能进一步将其解析转化为执行端的操作指令，通过伺服电机驱动和多关节协调配合，完成预期动作。总之，工业机器人作为制造系统中的生产执行单元之一，其未来发展必将更加强调与系统的集成应用特性，凸显整个系统的“浑然一体”及对各个部分的“如臂使指”。

2.3完善控制系统的功能，标准化程度更高

如果将工业机器人比作人，那么控制系统就相当于“大脑”，是发挥工业机器人具体功能的核心所在。目前工业机器人和外部的通信连接以及运行控制都有赖于控制系统支持。而随着计算机技术的不断发展完善，尤其是人工智能、大数据和物联网等新兴技术的渗入，为工业机器人控制系统的优化完善提供了强大动力，控制系统的工作性能和控制精度正在逐步提升。比如在控制器方面，就由早前的专用封闭式向着开放式的方向发展，这使得工业机器人的控制系统突破了专供束缚，更加显现出通用特性，标准化程度大大提升。基于此，工业机器人的部署应用也显得更为快捷，只需针对其在机械制造领域系统中的应用情景进行针对性的功能调整和模块配置即可，无需再投入大量资源进行完整系统的从头开发，同时也为工业机器人的操作使用和管理维护带来了极大便利。

结束语

在未来，工业机器人将与机械、电子、传感、人工智能等技术相结合，完善语言交流功能，增强思维和逻辑分析能力。总之，我国的工业机器人拥有着巨大的发展潜力和广阔的发展前景。

参考文献：

[1]哈峥,吴玺,曹瑞超.工业机器人在智能制造中的应用研究[J].河北农机,2019(12):62.

[2]朱骥.机器人数字化车间工业智能制造新模式探讨[J].卫星电视与宽带多媒体,2019(22):92-93.

[3]高俊.智能制造背景下武汉汽车产业集群的发展研究[J].科技风,2019(32):4+9.

[4]樊伟.浅谈工业机器人的冲压模具自动化生产线设计[J].重庆工贸职业技术学院学报,2019,15(04):49-50+92.