工業(yè)機(jī)器人在智能制造中的應(yīng)用研究

宋歡 劉豐洋

摘?要：目前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展下，工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)面臨極大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，機(jī)電一體化的實現(xiàn)推動了我國智能制造的進(jìn)一步發(fā)展，在此背景下工業(yè)機(jī)器人在智能制造中的應(yīng)用受到更多人的青睞。下面文章就對工業(yè)機(jī)器人在智能制造中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：智能制造;機(jī)器人;工業(yè)制造;工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)工業(yè)制造的局限性，其具有高效、安全、自動化等多方面優(yōu)勢，工業(yè)機(jī)器人在智能制造中的應(yīng)用為制造業(yè)發(fā)展開辟了又一嶄新方向。相比于發(fā)達(dá)國家我國在工業(yè)機(jī)器人方面的研究和技術(shù)水平還有很大差距，國家方面還需要在這方面加強(qiáng)人才培養(yǎng)與工藝機(jī)器人自主研發(fā)的投入，這樣才能為智能制造發(fā)展創(chuàng)造更好的條件。

1 工業(yè)機(jī)器人相關(guān)概述

機(jī)器人是工業(yè)智能化發(fā)展的一項總要舉措，其能夠模范人類的思維、行動，通過機(jī)器裝置設(shè)定接受人類指揮，從而完成高風(fēng)險、高精度的操作，這也預(yù)示著人工智能化的到來。從當(dāng)前社會發(fā)展來看，機(jī)器人的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，從最早的工業(yè)生產(chǎn)，已經(jīng)涉及到倉儲物流、家居智能等多個方面。以工業(yè)生產(chǎn)為例，在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)人為操作失誤或者安全事故，特別是針對一些風(fēng)險系數(shù)較高的加工行業(yè)，而機(jī)器人的應(yīng)用完全化解了這一困境。機(jī)器人在應(yīng)用主要具有以下特征：第一，大腦，我們都知道大腦是支配與調(diào)節(jié)身體機(jī)能的重要保障，機(jī)器人的大腦是指自動控制程序，通過相關(guān)的參數(shù)設(shè)置與指令發(fā)送，引導(dǎo)機(jī)器人各項工作。第二，身體，也就是機(jī)器人所具有的結(jié)構(gòu)形態(tài)，不同行業(yè)機(jī)器人身體部位也存在很大差異。第三，動作能力，這也是工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行工作的關(guān)鍵所在。當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中機(jī)器人的應(yīng)用主要以多關(guān)節(jié)機(jī)械手或自由度機(jī)械裝置為主，比如：焊接機(jī)器人、移動機(jī)器人、激光加工機(jī)器人等等，我國對于焊接機(jī)器人的應(yīng)用較為成熟，常見于汽車制造中，焊接機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)人工操作的電焊、弧焊等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且工作速度快、效率高，能夠提高焊接整體質(zhì)量。而移動機(jī)器人最早得利于電子商務(wù)的迅速發(fā)展，在倉儲物流貨物分揀、搬運等方面發(fā)揮了一定的價值，在后續(xù)創(chuàng)新與完善下之間應(yīng)用到一些地處偏僻、輻射較大、不利于人工操作的變電站所的相關(guān)工作中。

2 工業(yè)機(jī)器人在智能制造中的應(yīng)用分析

2.1 工業(yè)機(jī)器人在液晶面板行業(yè)的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人在液晶板面的應(yīng)用為工業(yè)智能化自動控制系統(tǒng)提供了有力的支持，能夠滿足自動化工廠需求，以液晶面板和半導(dǎo)體行業(yè)為例，液晶面板行業(yè)會用BC系統(tǒng)操作機(jī)器人手臂進(jìn)行取片放片等工作，也叫FabAuto系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)的工業(yè)智能自動化控制系統(tǒng)，能夠進(jìn)行信息傳輸、信息收集、流程控制等工作，從多方面滿足工廠自動化作業(yè)的需求，降低傳統(tǒng)人工操作下的誤差風(fēng)險。從當(dāng)前來看FabAuto系統(tǒng)應(yīng)用有著良好的發(fā)展空間，能夠根據(jù)需求調(diào)整自動化參數(shù)，通過半自動、全自動兩種模式提高機(jī)器人集成化的應(yīng)用水平，推動了我國自動化工廠設(shè)備的高效、智能化發(fā)展，是當(dāng)前智能制造領(lǐng)域非常先進(jìn)的一種自動化技術(shù)。

2.2 打磨和拋光

智能制造下為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量往往需要進(jìn)行相應(yīng)的打磨和拋光作業(yè)，傳統(tǒng)人工操作在這方面消耗的時間較長、工作量大，采用工業(yè)機(jī)器人通過自動化技術(shù)剔除多余的邊緣，提高打磨拋光的水平，滿足鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量要求。除此之外，工業(yè)機(jī)器人在水利領(lǐng)域也有著較高的應(yīng)用，比如：水輪機(jī)的修理與制造。打磨與拋光工藝不僅要求嚴(yán)格，同時也面臨諸多安全風(fēng)險，人為操作容易導(dǎo)致安全事故，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人不僅能夠降低成本，還能夠減少由此產(chǎn)生的安全問題。除了以上幾方面在打磨、拋光中的應(yīng)用還涉及花崗巖、金屬板等不同材料的去除操作。

2.3 焊接

焊接領(lǐng)域的應(yīng)用是智能制造的一個重要區(qū)域，焊接所涉及的內(nèi)容較多，在工業(yè)生產(chǎn)的各個方面都著廣泛的應(yīng)用與價值體現(xiàn)。在進(jìn)行焊接過程中需要按照準(zhǔn)確的路徑控制好焊料速度，確保每個焊接區(qū)域焊料數(shù)量比率、表面質(zhì)量能夠符合標(biāo)準(zhǔn)要求。焊接機(jī)器人在應(yīng)用中較多的采用蟻群與遺傳算法，通過科學(xué)的分析判斷保證焊接機(jī)器人作業(yè)調(diào)度的合理性，針對焊接過程中存在的問題實現(xiàn)進(jìn)步優(yōu)化與控制。與此同時，為保證焊接質(zhì)量還需要開展人工智能網(wǎng)絡(luò)與正交試驗的結(jié)合，根據(jù)實際需求分析焊接電阻參數(shù)，建立焊接生產(chǎn)試驗關(guān)系模型，保證焊接工作的準(zhǔn)確性。當(dāng)前我國焊接機(jī)器人已經(jīng)成為一種普遍的生產(chǎn)方式，并實現(xiàn)了語音識別控制等先進(jìn)功能的應(yīng)用。

3 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展策略

隨著工業(yè)改革的深入發(fā)展，我國正處于工業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵時期，在工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用能夠提高我國工業(yè)競爭力水平，在未來發(fā)展中相關(guān)工作人員應(yīng)該積極引入云計算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，推動工業(yè)機(jī)器人的智能化、數(shù)字化發(fā)展。面對這種背景如果要推動工業(yè)機(jī)器人在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用水平還需要做好以下幾方面：第一，加強(qiáng)人才培養(yǎng)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用雖然能夠緩解勞動壓力、降低人工成本，但仍舊需要人才的支撐，為了促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，國家應(yīng)該重視這方面人才的培養(yǎng)，在相關(guān)專業(yè)建設(shè)上投入更多的資金經(jīng)費，保證工業(yè)機(jī)器人設(shè)計研發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。其次，重視自我研發(fā)，由于我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展緩慢，諸多先進(jìn)技術(shù)都來源于國外，而這些技術(shù)在我國工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下存在較多問題，這就需要結(jié)合本國工業(yè)實際情況，在應(yīng)用功能上、性能、系統(tǒng)集成等多方面不斷創(chuàng)新，推廣國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的利用率，為工業(yè)機(jī)器人在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用提供更有力的支持。最后，全面優(yōu)化工業(yè)機(jī)器人性能，針對機(jī)器人功能單一的現(xiàn)象加強(qiáng)設(shè)計方案的優(yōu)化，擴(kuò)寬產(chǎn)品性能，增加智能化識別功能，從多方面完善工業(yè)機(jī)器人的整體性能。鑒于工業(yè)機(jī)器人對我國智能制造所產(chǎn)生的影響，從多方面推動工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用水平，促進(jìn)我國工業(yè)制造的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

總而言之，工業(yè)機(jī)器人是對傳統(tǒng)人工模式的一種轉(zhuǎn)變，在未來制造業(yè)發(fā)展中工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用將會更加廣泛。為了促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)活動，在機(jī)器人設(shè)計方面還應(yīng)該不斷創(chuàng)新，在功能上、精度上加強(qiáng)控制，結(jié)合時代背景遵循新的設(shè)計原則，讓工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用更加廣泛。

參考文獻(xiàn)：

[1]駱敏舟，方健，趙江海.工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動化，2015，44（01）：1-4.

[2]桂仲成，吳建東.全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀趨勢研究及中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測[J].東方電氣評論，2014，28（04）：4-10.

[3]王田苗，陶永.我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J].機(jī)械工程學(xué)報，2014，50（09）：1-13.