淺談機(jī)器人對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響

李駿鵬

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)全球化對(duì)企業(yè)生產(chǎn)提出越來(lái)越高的要求，計(jì)算機(jī)技術(shù)向著智能化發(fā)展，工業(yè)器人越來(lái)越普遍的被企業(yè)應(yīng)用，其在提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，增加經(jīng)濟(jì)效益方面發(fā)揮著重大作用。本文主要介紹我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用、發(fā)展動(dòng)力和趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；產(chǎn)生；現(xiàn)狀；發(fā)展；應(yīng)用

上個(gè)世紀(jì)60年代前后，隨著微電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也取得了飛躍性的變化，開始出現(xiàn)了現(xiàn)在普遍意義上的機(jī)器人。1959年，美國(guó)英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，取名“尤尼梅遜”，意為“萬(wàn)能自動(dòng)”。尤尼梅遜的樣子像一個(gè)坦克炮塔，炮塔上伸出一條大機(jī)械臂，大機(jī)械臂上又接著一條小機(jī)械臂，小機(jī)械臂再安裝著一個(gè)操作器。這三部分都可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、伸縮，很像是人的手臂了。它的發(fā)明人專門研究了運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與控制信號(hào)的關(guān)系，編制出程序讓機(jī)器記住并模仿、重復(fù)進(jìn)行某種動(dòng)作。英格伯格和德沃爾認(rèn)為汽車制造過(guò)程比較固定，適合用這樣的機(jī)器人。于是，這臺(tái)世界上第一個(gè)真正意義上的機(jī)器人，就應(yīng)用在了汽車制造生產(chǎn)中。

一、我國(guó)研究開發(fā)現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人是一種集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于—體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人研究開始于20世紀(jì)80年代中期，在國(guó)家的支持下，通過(guò)“七五”、“八五”、“科技攻關(guān)”，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)、引進(jìn)到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了我國(guó)制造業(yè)、勘探業(yè)等行業(yè)的發(fā)展。但隨著我國(guó)門戶的逐漸開放，國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨著越來(lái)越大的競(jìng)爭(zhēng)與沖擊。雖然我國(guó)機(jī)器人的需求量逐年增加，但目前生產(chǎn)的機(jī)器人還很難達(dá)到所要求的質(zhì)量，很多機(jī)器人的關(guān)鍵部件還需要進(jìn)口。所以目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)還處在一個(gè)機(jī)器人消費(fèi)型的國(guó)家。我國(guó)現(xiàn)有的機(jī)器人研究開發(fā)和應(yīng)用的工程單位超過(guò)200家，其中從事工業(yè)機(jī)器人研究和應(yīng)用的超過(guò)80家。基本掌握了操作機(jī)器的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人，目前生產(chǎn)的各類工業(yè)機(jī)器人中有90%以上用于生產(chǎn)中。

二、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

隨著工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的深度和廣度，以及機(jī)器人智能水平的提高，工業(yè)機(jī)器人已在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。自從20世紀(jì)60年代初人類創(chuàng)造了第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以后，工業(yè)機(jī)器人就顯示出它極大的生命力，在短短50年的時(shí)間中，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。目前，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中，弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、分配機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴漆機(jī)器人及搬運(yùn)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用。其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的程度越來(lái)越高，功能也越來(lái)越強(qiáng)，正在向著成套技術(shù)和裝備的方向發(fā)展。隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。目前也已開始擴(kuò)大到核能、航空、航天、醫(yī)藥、生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔、醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中。如，水下機(jī)器人、拋光機(jī)器人、打毛刺機(jī)器人、擦玻璃機(jī)器人、高壓線作業(yè)機(jī)器人。即工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用向大、異、薄、軟、窄、厚等難加工領(lǐng)域深化擴(kuò)展。隨著人們生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩.未來(lái)的機(jī)器人將為提高人類的生活質(zhì)量發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

三、工業(yè)機(jī)器人發(fā)展動(dòng)力

在國(guó)內(nèi)，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)勢(shì)頭十分強(qiáng)勁。首先是我國(guó)汽車工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)汽車制造裝配提出了大量的需求。2000年開始，受國(guó)家宏觀調(diào)控及居民消費(fèi)水平提高的影響，我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)歷史性的高增長(zhǎng)期。針對(duì)這種局面，國(guó)內(nèi)汽車自主品牌生產(chǎn)廠家紛紛加大研發(fā)和投資力度。工業(yè)機(jī)器人是汽車生產(chǎn)中的一種主要的自動(dòng)化設(shè)備，在整車及零部件生產(chǎn)的弧焊、點(diǎn)焊、噴漆、搬運(yùn)、涂膠等工藝中有大量應(yīng)用，整個(gè)行業(yè)的增產(chǎn)擴(kuò)能增加了對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求。除了汽車行業(yè)，IT行業(yè)、材料處理等行業(yè)的發(fā)展也給工業(yè)機(jī)器人發(fā)展提供者巨大的動(dòng)力。其次是我國(guó)的勞動(dòng)力成本的變化。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)的增強(qiáng)，勞動(dòng)力供應(yīng)格局已經(jīng)開始發(fā)生變化。勞動(dòng)力由供遠(yuǎn)大于求向供求平衡發(fā)展，工人對(duì)薪資和工作條件提出了更高的要求。這種轉(zhuǎn)變促使企業(yè)認(rèn)識(shí)到必須通過(guò)改進(jìn)機(jī)器設(shè)備，提高技術(shù)和資金的密集度以盡量減少用工量，其中工業(yè)機(jī)器人成為應(yīng)對(duì)這一轉(zhuǎn)變的主要手段。最后是提高產(chǎn)品質(zhì)量的需求。持續(xù)的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)勁增長(zhǎng)，尤其是對(duì)外出口以及國(guó)內(nèi)外資企業(yè)對(duì)質(zhì)量的嚴(yán)格要求，逼迫產(chǎn)業(yè)界開始重視工業(yè)機(jī)器人在提高生產(chǎn)效率同時(shí)腥高產(chǎn)品質(zhì)量中所起的巨大作用。所以近年來(lái)許多企業(yè)越來(lái)越重視生產(chǎn)中工業(yè)機(jī)器人的使用，從而提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

四、工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)

（一）技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷向智能化發(fā)展，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和深化以及在系統(tǒng)中的群體應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人在不斷向著智能化方向發(fā)展，以滿足多樣化、個(gè)性化的需求，并適應(yīng)多變的非結(jié)構(gòu)環(huán)境作業(yè)，向非制造領(lǐng)域進(jìn)軍。工業(yè)機(jī)器人向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢(shì)主要為：結(jié)構(gòu)的模塊化的可重構(gòu)化、控制技術(shù)的開放化和網(wǎng)絡(luò)化、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化、多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化、工作環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。

（二）產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

受到全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響.近兩年全球機(jī)器人的需求量急劇減少的，機(jī)器人技術(shù)引發(fā)新工業(yè)革命的夢(mèng)想也被覆上了濃重的陰影。最近，日本機(jī)器人協(xié)會(huì)指出，2008年第四季度工業(yè)機(jī)器人的銷售量降低了33%，2009年第一季度叉降低了59%。英國(guó)自動(dòng)化與機(jī)器人協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)則表明，從2009年以來(lái)，英國(guó)工業(yè)機(jī)器人的年組裝數(shù)已從約2000臺(tái)降至800臺(tái)不到。但這種銷量減退的現(xiàn)象有它特定的原因，隨著全球金融危機(jī)陰影的消失，全球工業(yè)機(jī)器人的銷量已經(jīng)有了明顯的回升，并處在加速階段。現(xiàn)實(shí)跡象表明隨著全球經(jīng)濟(jì)的逐步復(fù)蘇，全球工業(yè)機(jī)器人的銷量會(huì)有一個(gè)短暫的回升期，進(jìn)而會(huì)達(dá)到一個(gè)新的階段。

五、工業(yè)機(jī)器人發(fā)展目標(biāo)

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)主體的發(fā)展目標(biāo)是：瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿高科技發(fā)展方向，創(chuàng)新性地研究和開發(fā)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)、產(chǎn)品技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)。通過(guò)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，提高我國(guó)制造業(yè)乃至整個(gè)工業(yè)的裝備技術(shù)水平，促進(jìn)裝備制造業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整與產(chǎn)品的升級(jí)換代，帶動(dòng)全行業(yè)的科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)提升，擴(kuò)大非制造領(lǐng)域機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用，增強(qiáng)我國(guó)的國(guó)家安全與綜合國(guó)力。實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，建立若干機(jī)器人技術(shù)工程研究開發(fā)中心，提高技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)與自主創(chuàng)新能力，形成我國(guó)機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的技術(shù)源頭。結(jié)合我國(guó)的國(guó)情，加強(qiáng)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程的開發(fā)，使之與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相結(jié)合。經(jīng)過(guò)近十年的努力.我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程的開發(fā)方面已具有相當(dāng)?shù)膶?shí)力，已有一支了解企業(yè)的需求，能開發(fā)出符合實(shí)際使用條件應(yīng)用工程，成本低，服務(wù)及時(shí)，具備與國(guó)外公司的競(jìng)爭(zhēng)能力，因此加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程的開發(fā)，并圍繞應(yīng)用工程的需要進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人新產(chǎn)品的開發(fā)，使之具有一定的規(guī)模化生產(chǎn)能力，這樣可以促進(jìn)我國(guó)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和提高競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也可形成具有一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。利用國(guó)家863計(jì)劃在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和自動(dòng)化裝備研究開發(fā)所形成的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，盡快變技術(shù)和單元產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)為系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，全面掌握工業(yè)機(jī)器人及機(jī)器人大型自動(dòng)化成套裝備設(shè)計(jì)、開發(fā)和制造技術(shù)。

六、結(jié)語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的新興產(chǎn)業(yè)，將對(duì)未來(lái)生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。國(guó)外專家預(yù)測(cè)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。隨著我國(guó)工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)也會(huì)越來(lái)越大，這就給工業(yè)機(jī)器人研究、開發(fā)、生產(chǎn)者帶來(lái)巨大商機(jī)。然而機(jī)遇也意味著挑戰(zhàn)，目前全球各大工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商都已大力開拓中國(guó)市場(chǎng)，依靠自身優(yōu)勢(shì)，提高自主創(chuàng)新，尋求發(fā)展道路，是中國(guó)工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中需面對(duì)的問題。如今機(jī)器人在我們的生產(chǎn)生活中已是不可缺少的一部分，每個(gè)我們?nèi)肆λ患盎蚴俏覀兿胪低祽械牡胤轿覀兌寄芸吹綑C(jī)器人的身影，相信在不久的將來(lái)，我的生活會(huì)因?yàn)橛懈哔|(zhì)量高性能的機(jī)器人而更加方便更加美好。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫英飛，羅愛華.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2012（12）：2912-2918+3031.