工業機器人的發展和應用

文/肖佳迪，貴州城市職業學院

1 前言

近年來，中國制造2025、德國工業4.0等振興工業的理念不斷被提出，由于國內社會勞動人口年齡逐年降低，制造業產業升級和生產成本提高，國內對制造業的轉型升級有著迫切需求。國內開始進入老齡化，出現的勞動力短缺問題日益嚴重，故中國工業機器人逐漸受到重視，并開始飛速發展。現代化工廠綜合考慮各方面因素，開始用工業機器人代替人工，工業機器人的應用不僅可以降低工廠生產成本還可以提高生產效率，同時也降低了安全事故的發生率。工業機器人技術的應用表明我國工業的智能制造水平正在不斷的提升，并且機器人技術對我國乃至世界的工業技術水平的提高也發揮著極其重要作用。

2 發展概況

2.1 國內發展現狀

中國工業機器人市場發展迅猛，其年均增長率可達到40%，并能一直保持快速發展。這也意味著工業機器人在中國有著良好的市場發展前景。中國在2017年的工業機器人新增數量超過50000臺，這個數字位列全世界首位，這也使得中國的各行業生產活動的自動化水平不斷提高，為制造業轉型升級奠定了堅實基礎。此外，近年來，我國工業機器人的研發、設計和制造水平不斷提高。本地化率已超過80 %，國內的許多企業已開始充分利用自己企業生產的工業機器人，比如富士康、京東等。雖然我國在工業機器人的使用和研究上仍落后于其他發達國家，但我國的發展速度遠遠超過了其他國家。

2.2 國外發展現狀

工業機器人帶來的各項優勢引起了世界范圍的廣泛重視。與國內相比，國外對工業機器人的研究時間更長，應用率更高，且技術相對更加成熟。目前，國外著名的工業機器人公司主要包括ABB、KUKA、FANUC、Yaskawa以及AdeptTechnology等。上述公司生產的機器人型號覆蓋范圍十分廣泛，按功能可分為點焊、裝配、搬運等多個品種，能夠大量運用在物流、工廠搬運、車間組裝等方面。

目前，工業機器人最大的三家生產運行國家為日本、美國和德國。日本作為最大的生產國家和第二大需求國，每年全球生產的工業機器人一半來自于日本；美國在近年工業機器人的發展方面保持穩定的狀態，可靠的性能、全面的功能和較高的精準度成為美國工業機器人的代名詞；德國在工業領域代表著世界頂尖技術，因其專業化、穩定性強、高標準要求讓德國一直走在各國之前，現大力發展工業機器人，也讓德國的資本更加雄厚。

3 工業機器人的應用

隨著科技的進步和技術的完善，工業機器人的應用領域也在快速擴張。將工業機器人用于工業自動化生產線上，不僅提高了生產效率，同時由于工業機器人的高精度優勢也將產品質量提升到更高的層次。如今工業機器人主要應用于以下幾方面：1）在焊接領域的應用。焊接機器人多關節結構可在空間自由角度內任意調整焊槍的空間位置和姿態。在焊接工作期間，加工零件的運輸和焊接都是通過機器人完成的，較人工而言，其效率和準確率大大提升，成本也有所降低。2）工業機器人在物料搬運領域的應用。物料搬運機器人是在各個領域中應用最多的一種，能夠實現高精度、高速度、高靈活度的工廠物料搬運要求，將人們從沉重單一的搬運工作中解放，3）在惡劣的生產環境和高危環境下工業機器人的應用。在工廠生產過程中，有許多危險系數較高的流程，如大型工件的拆卸、安裝、熱加工等，如用人工操作，人員的安全和健康難以保證，應用工業機器人則可有效的解決這一類問題。

4 工業機器人的發展趨勢

在制造行業中，工業機器人的優勢主要體現在“高效率”、“高精準”以及“自動化”三個方面，今后隨著科技的進步和技術的提升，工業機器人將向著智能化、微型化、仿生化發展：1）智能化：隨著AI技術的日漸成熟，全球范圍內興起了智能化的浪潮，今后的工業機器人將不僅僅在體力方面代替人，進而發展到能夠自主通過視覺、感官、邏輯運算、自主學習等技術達到智力上代替人，其最終目標將是無限接近于人，實現在真正意義上的無人工廠。2）微型化：未來機器人的發展將會朝著微型化發展，工業機器人也不例外，微型工業機器人將依靠體型和數量在未來高效率高節奏的工業生產中，從成本和效率及更多方面上有更優異的表現。3）仿生化：自然界中許多動物植物經過千百年的進化，演變出了適合生存的獨特的生理結構，仿生工業機器人的出現，將這些獨特結構和技巧運動到工業生產當中，對人類的進步和發展起著巨大的促進作用，仿生機器人在未來的發展將不可估量。

5 結論

現階段，國內許多企業和單位在工業機器人技術及工業機器人方面投入了大量的資金和精力進行研究。以德國、美國等為代表的發達國家也試圖通過工業機器人的道路讓其傳統制造業得到進一步的發展，來解決國內勞動壁壘問題，并且希望通過工業機器人結合原有的工業基礎重新奪取制造業的主導地位。隨著機器人技術的不斷進步和創新，工業機器人將成為未來工業制造的中堅力量，并將廣泛運用于生活中的各個行業。