工業(yè)機器人的應用分析

李少博

摘 要 隨著科學技術的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人在工業(yè)強國的應用愈發(fā)廣泛。工業(yè)機器人不僅可以減少人力資源的浪費，還有助于提高產(chǎn)品的質(zhì)量。現(xiàn)階段，我國的傳統(tǒng)工業(yè)領域有許多不足，現(xiàn)有的技術會造成資源浪費等問題，所以將工業(yè)機器人應用到我國的工業(yè)領域勢在必行。文章主要針對工業(yè)機器人的應用進行分析和評價。

關鍵詞 機器人；工業(yè)；應用

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）229-0145-02

改革開放以來，我國工業(yè)有了質(zhì)的飛躍，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在很大程度上滿足了人們的物質(zhì)需求，但是我國的工業(yè)發(fā)展較晚，工業(yè)水平與發(fā)達國家相比仍有很大差距。盡管歷經(jīng)40年的發(fā)展，有迎頭趕上的趨勢，但在工業(yè)機器人方面仍有較大的提升空間[ 1 ]。由于我國科技水平有限，在核心部件關鍵技術的掌握上與世界工業(yè)強國仍然有一定的差距。比如我國無法制造出類似德國高自動化一體式工業(yè)機器人、高精度的RV減速機等，在穩(wěn)定的實時操作系統(tǒng)上，也難以與工業(yè)強國競爭。想要成為制造強國，我國需要重視現(xiàn)代工業(yè)機器人的？發(fā)展[2]。

工業(yè)機器人是高科技發(fā)展的產(chǎn)物，它是一種可以模仿人類工作，自動進行工業(yè)生產(chǎn)的機器人，并且涉及多個不同的領域。工業(yè)機器人極大程度上提高了產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省了勞動力，其推廣和應用成為一種必然趨勢。

1 工業(yè)機器人特征

工業(yè)機器人，顧名思義，是一種應用于工業(yè)的機器人。工業(yè)機器人是可以仿造人類的操作、自動重復編程的現(xiàn)代制造業(yè)的自動化裝備。集合了多種先進的技術于一體，比如外形的設計需要機械學科，電路的設計需要電子技術，算法的編輯需要計算機相關的知識，同時還有傳感器的控制等等。相比于傳統(tǒng)的工業(yè)設備，工業(yè)機器人有眾多的優(yōu)勢，比如機器人具有易用性、智能化水平高、生產(chǎn)效率及安全性高、易于管理且經(jīng)濟效益顯著等特點，使得它們可以在高危環(huán)境下進行？作業(yè)[3]。

1.1 機器人的易用性

在我國，工業(yè)機器人廣泛應用于制造業(yè)，不僅僅應用于汽車制造業(yè)，大到航天飛機的生產(chǎn)，軍用裝備，高鐵的開發(fā)，小到圓珠筆的生產(chǎn)都有廣泛的應用。并且已經(jīng)從較為成熟的行業(yè)延伸到食品，醫(yī)療等領域。由于機器人技術發(fā)展迅速，與傳統(tǒng)工業(yè)設備相比，不僅產(chǎn)品的價格差距越來越小，而且產(chǎn)品的個性化程度高，因此在一些工藝復雜的產(chǎn)品制造過程中，可以讓工業(yè)機器人替代傳統(tǒng)設備，這樣就可以在很大程度上提高經(jīng)濟效率[4]。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，從2016年到2017年，全球工業(yè)機器人的總銷量已經(jīng)從29.4萬臺突破到34.6萬臺?？梢姽I(yè)機器人應用范圍之廣。

1.2 智能化水平高

隨著計算機控制技術的不斷進步，工業(yè)機器人將逐漸能夠明白人類的語言，同時工業(yè)機器人可以完成產(chǎn)品的組件，這樣就可以讓工人免除復雜的操作。工業(yè)生產(chǎn)中焊接機器人系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)空間焊縫的自動實時跟蹤，而且還能實現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整和焊縫質(zhì)量的實時控制，可以滿足技術產(chǎn)品復雜的焊接工藝及其焊接質(zhì)量、效率的迫切要求。另外隨著人類探索空間的擴展，在極端環(huán)境如太空、深水以及核環(huán)境下，工業(yè)機器人也能利用其智能將任務順利完成[5]。

在醫(yī)學方面，機器人能在未知環(huán)境中，在感知區(qū)域內(nèi)，實時準確地提供障礙物存在的距離信息。例如，鼻內(nèi)鏡手術中全智能化機器人可以進行鼻內(nèi)鏡手術治療慢性鼻竇炎、鼻息肉。手術過程順利，無術中、術后并發(fā)癥。隨著材料、控制等技術的不斷創(chuàng)新，實驗室用品的日趨產(chǎn)品化，移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，都將促使精密型工業(yè)機器人逐步滲透制造業(yè)的各個領域，并且由制造實施型向服務型轉(zhuǎn)化。其智能化水平將進一步？體現(xiàn)。

1.3 生產(chǎn)效率及安全性高

機械手，顧名思義，通過仿照人類的手型而生產(chǎn)出來的機械手，它生產(chǎn)一件產(chǎn)品耗時是固定的。同樣的生存周期內(nèi)，使用機械手的產(chǎn)量也是固定的，不會忽高忽低。并且每一模的產(chǎn)品生產(chǎn)時間是固定化，產(chǎn)品的成品率也高，使用機器人生產(chǎn)更符合老板利益。

工廠采用工業(yè)機器人生產(chǎn)，是可以解決很多安全生產(chǎn)方面的問題。對于由于個人原因，如不熟悉工作流程、工作疏忽、疲勞工作等導致安全生產(chǎn)隱患，統(tǒng)統(tǒng)都可以避免了。

1.4 易于管理，經(jīng)濟效益顯著

企業(yè)可以很清晰的知道自己每天的生產(chǎn)量，根據(jù)自己所能夠達到的產(chǎn)能去接收訂單和生產(chǎn)商品。而不會去盲目預估產(chǎn)量或是生產(chǎn)過多產(chǎn)品產(chǎn)生浪費的現(xiàn)象。而工廠每天對工業(yè)機器人的管理，也會比管理員工簡單得多。

工業(yè)機器人可以24小時循環(huán)工作，能夠做到生產(chǎn)線的最大產(chǎn)量，并且無需給予加班的工時費用。對于企業(yè)來說，還能夠避免員工長期高強度工作后產(chǎn)生的疲勞、生病帶來的請假等誤工的情況。生產(chǎn)線換用工業(yè)機器人生產(chǎn)后，企業(yè)生產(chǎn)只需要留下少數(shù)能夠操作維護工業(yè)機器人的員工對工業(yè)機器人進行維護作業(yè)就可以了。經(jīng)濟效益非常的？顯著。

2 工業(yè)機器人的應用

2.1 在碼垛方面的應用

在各類工廠的碼垛方面，自動化極高的機器人被廣泛應用，人工碼垛工作強度大，耗費人力，員工不僅需要承受巨大的壓力，而且工作效率低。搬運機器人能夠根據(jù)搬運物件的特點，以及搬運物件所歸類的地方，在保持其形狀的和物件的性質(zhì)不變的基礎上，進行高效的分類搬運，使得裝箱設備每小時能夠完成數(shù)百塊的碼垛任務。在生產(chǎn)線上下料、集裝箱的搬運等方面發(fā)揮及其重要的作用。烏鎮(zhèn)的小商品物流中心就是其典型？代表。

2.2 在焊接方面的應用

焊接機器人主要承擔焊接工作，不同的工業(yè)類型有著不同的工業(yè)需求，所以常見的焊接機器人有點焊機器人、弧焊機器人、激光機器人等。汽車制造行業(yè)是焊接機器人應用最廣泛的行業(yè)，在焊接難度、焊接數(shù)量、焊接質(zhì)量等方面就有著人工焊接無法比擬的優(yōu)勢。

焊接機器人的操作便捷，一個人就能夠完成多個機器人的維護工作，對于企業(yè)來說，是節(jié)約成本的有效方法。因為汽車制造業(yè)對產(chǎn)品的質(zhì)量要求極高，所以焊接機器人因其精細焊接的能力、高超的感知水平、極高的工作效率，越來越受到汽車制造行業(yè)的青睞。

2.3 在裝配方面的應用

在工業(yè)生產(chǎn)中，零件的裝配是一件工程量極大的工作，需要大量的勞動力，曾經(jīng)的人力裝配因為出錯率高，效率低而逐漸被工業(yè)機器人代替。裝配機器人的研發(fā)，結合了多種技術，包括通訊技術、自動控制、光學原理、微電子技術等。研發(fā)人員根據(jù)裝配流程，編寫合適的程序，應用于具體的裝配工作。裝配機器人的最大特點，就是安裝精度高、靈活性大、耐用程度高。因為裝配工作復雜精細，所以我們選用裝配機器人來進行電子零件，汽車精細部件的安裝。

2.4 在檢測方面的應用

機器人具有多維度的附加功能。它能夠代替工作人員在特殊崗位上的工作，比如在高危領域如核污染區(qū)域、有毒區(qū)域、核污染區(qū)域、高危未知區(qū)域進行探測。還有人類無法具體到達的地方，如病人患病部位的探測、工業(yè)瑕疵的探測、在地震救災現(xiàn)場的生命探測等均有？建樹。

一般情況下，探測機器人主要依據(jù)光電傳感器、力傳感器、聲波傳感器等進行探測。除此以外機器人還較多的應用于電路板、藥品包裝以及半導體的檢測。雖然現(xiàn)在技術受限，無法制造出電影《普羅米修斯》中探測能力強，且能夠繪制地圖的機器人，但在不久的將來，探測功能更強大的探測機器人一定會被制造出來。

3 結論

隨著機器人在各個產(chǎn)業(yè)的廣泛應用，各工業(yè)大國紛紛提出機器人產(chǎn)業(yè)政策，如德國工業(yè)4.0、日本機器人新戰(zhàn)略，美國先進制造伙伴計劃，我國的“十三五”規(guī)劃與《中國制造2025》的政策，都將機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展列為重要計劃。這些政策都將促進制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，工業(yè)機器人也將進入高速發(fā)展期。這預示著我國的機器人產(chǎn)業(yè)將面臨新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。工業(yè)機器人技術發(fā)展迅速，具有傳統(tǒng)專用設備無法比擬的優(yōu)勢，應用廣泛，效率高，發(fā)展前景良好，所以，我們需要加大投入，研發(fā)工業(yè)機器人，將我國打造成為工業(yè)？強國。

參考文獻

[1]杜志俊.工業(yè)機器人的應用及發(fā)展趨勢[J].機械工程師，2002（5）：8-10.

[2]曾昶暢.工業(yè)機器人的技術發(fā)展趨勢及產(chǎn)業(yè)應用現(xiàn)狀[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016，15（17）：50-51.

[3]駱敏舟，方健，趙江海.工業(yè)機器人的技術發(fā)展及其應用[J].機械制造與自動化，2015（1）：1-4.

[4]馬光，申桂英.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].組合機床與自動化加工技術，2002（3）：48-51.

[5]王田苗，陶永.我國工業(yè)機器人技術現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J].機械工程學報，2014，50（9）：1-13.