智能制造與機器人應用關鍵技術研究

于亞平

摘 要：隨著時代不斷發展，科學技術也在不斷進步。近年來，我國已經全面進入信息時代，數字化技術和智能化技術的廣泛應用，為人們生活和生產奠定了良好基礎。汽車制造作為社會經濟發展中的支柱行業，在新時代背景下也廣泛應用先進科學技術，促進汽車制造向智能化和自動化趨勢發展。其中，將智能制造技術和機器人技術應用到汽車制造行業，有效提高了汽車制造水平和效率，受到汽車制造行業的廣泛青睞，并且成為汽車行業未來發展的必然趨勢。因此，本文針對工業機器人技術發展概述進行分析，并結合其應用現狀深入闡述，同時對智能制造與機器人技術在汽車行業中的具體應用展開研究，希望能夠為專業人士提供參考借鑒。

關鍵詞：智能制造 機器人 應用 關鍵技術

1 引言

當前世界范圍內振興制造業戰略計劃有三個，包括美國先進制造戰略、德國4.0工業戰略以及中國2025制造戰略。雖然三個戰略的提出存在不同背景，但是發展核心基本相同，均是以智能制造為主。回顧智能制造發展進程可以看出，中國自改革開放以后以震驚世人的速度在進步。尤其汽車行業發展勢頭越來越迅猛，多樣化的汽車類型以及個性化的配置選擇，為汽車行業產品制造提出了更高需求。為保證汽車制造業在激烈的市場競爭中脫穎而出，現階段越來越多的企業將智能制造技術和機器人技術應用到汽車制造中，推動汽車行業逐漸向智能化和自動化趨勢發展。

2 工業機器人技術發展簡述

工業機器人技術是人工智能技術中的重要組成部分之一。近年來，隨著科學技術不斷發展，機器人技術也得到了進一步完善和優化，并且逐漸應用到各個領域?，F如今，機器人技術已經成為世界各國研究和分析的重要領域，其發展水平能夠直接體現一個國家的綜合實力和發展水平。而談到該技術，首先要正視世發達國家的領先水平。以美國為例，作為科技發展第一強國，其在機器人技術應用方面也處于尖端地位，不僅擁有世界第一個通用機器人這一專利，而且工業制造中第一個機器人也誕生于美國?，F如今，機器人已經在世界各國、各行各業生產中被廣泛應用，不僅有利于提高生產效率和生產水平，還能夠解決一些人力和腦力無法解決的問題，成為建設現代化社會中的重要技術之一。與此同時，機器人技術的應用，也并非制造工業制造方面。還逐漸深入到人們實際生活中，其中汽車制造就廣泛應用了工業機器人技術?？梢钥闯?，機器人制造技術為社會發展和人類生活帶來了翻天覆地的變化，并且隨著科學技術不斷發展，該技術也會實現進一步的優化和突破。

3 工業機器人應用現狀分析

3.1 鑄件

汽車中包含多種工業配件，而鑄件主要是將工程材料進行熔化，使其形成精度準確、質量良好的汽車配件。將機器人技術應用到鑄件過程中，有利于提高鑄件效率和鑄件質量。具體來說，機器人通過3D打印技術，能夠使材料在短時間內形成模具。并且由機器人技術制造出的配件不僅精度滿足需求，還能夠減少人力勞動。另外，在傳統工程材料熔化過程中，熔化流程存在一定危險，會對操作人員人身安全造成一定威脅。而通過機器人完成此項操作，能夠充分保證鑄件操作的安全性和可靠性。

3.2 切割

在汽車制造過程中，切割機器人發揮著無可比擬的作用和功能，有利于充分提高汽車生產切割效率。尤其在科學技術不斷推動下，阻尼控制系統應運而生，相對于傳統機器人切割技術而言，不僅優化了定位功能，還完善了切割流程。使得汽車制造在切割過程中切削流越來越精細。

3.3 打磨與拋光

將工業機器人技術應用到汽車制造中，能夠精確完成汽車鑄造產品，并且完整去除多余的材料邊緣。而傳統人工打磨和拋光方式，不僅需要浪費大量的時間和精力，還無法充分保證產品精度。應用機器人技術能夠充分彌補傳統技術中的不足之處，其中材料去除率是機器人技術的重要功能之一，不僅適用于各種金屬材料，還能夠保證材料拋光表面光潔平整。

3.4 焊接

在汽車制造中，焊接技術的好壞能夠直接影響汽車制造水平。然而，由于汽車制造過程中，材料強度、焊接方式、焊接速度等需求不盡相同，稍有不慎將會直接影響焊接質量。因此，在汽車材料焊接過程中，通過與編程機器人展開焊接工作，能夠有效提高焊接水平和焊接效率。

4 智能制造時代工業機器人技術發展趨勢

4.1 智能系統

隨著科學技術不斷發展，越來越多功能豐富、成本低廉的處理器和傳感器應運而生，為機器人技術進一步優化和完善奠定了良好基礎。在汽車制造過程中，一旦出現故障問題，機器人會及時通過感應作出相應的處理措施，并在聯動配合下完操作內容?，F階段，專家和學者在研究機器人技術方面，將程序共享、信息互聯作為主要研究內容，這也預示著在未來發展中，汽車制造能夠實現機器人離線開發。并且相關軟件也會越來越人性化。

4.2 智能執行器

在科技推動下，執行器也越來越智能。并且在傳統位置編織器基礎上，將制動器、放大器等設備集中到同一封裝中。這也說明，在智能執行器未來發展中，集成電路可靠性會越來越高，并且尺寸也會越來越小。有利于為汽車產品布線提供便利，同時節約成本，為汽車制造業創造最大化經濟效益。

4.3 智能傳感器

智能傳感器在汽車行業制造中發揮重要作用，通過傳感器能夠將汽車信號處理和電子器件的微機械傳感器集中到一起，有利于在滿足汽車制造需求的同時減少制造成本。

4.4 分布式控制

傳統機器人控制柜在智能執行器和智能傳感器廣泛應用的同時，可能會逐漸淡出人們視線。而新興機器人的智能化和處理能力，主要通過處理器體現。具體來說，機器人所有處理器都有其特殊功能，通過連接網絡，機器人能夠與智能系統設備視線共享，從而提高機器人系統性?？梢钥闯?，工業機器人技術主要是依靠網絡、傳感器以及只能執行器控制模塊化功能，從而使機器人能夠進行智能化操作。

5 工業機器人在汽車制造業中的應用

第一，應用到零部件搬運中。在汽車制造過程中，企業可以為機器人配備相應的搬運工具，使其能夠更加高效、高水平完成搬運工作。例如：安裝法蘭盤抓放工具。有利于機器人在接受指令后可以及時將汽車零件搬運到指定位置。

第二，車體焊接工作。工業機器人在汽車車體焊接工作中發揮不可替代的作用，車體焊接工作通常有兩種焊接模式，分別為電焊和弧焊。首先制造企業可以在焊接前編寫一套完整的焊接程序，并將其融入機器人系統中，而后為機器人配備相應的工具，使其能夠在自行操作下完成焊接工作。為避免事物發生，在進行電焊時可以為機器人系統安裝智能傳感器，使機器人在焊接過程中嚴格按照程序展開工作，保證焊接工作高質量完成。

第三，汽車噴漆和涂膠。工業機器人在汽車噴漆涂膠中發揮重要作用。首先，可以將噴漆程序制作成一套完整流程，并加入到機器人系統中，而后為機器人安裝噴漆工具，使其按照流程展開噴漆工作。另外，噴漆工具可以結合不同車型進行變換。通過機器人噴漆，不僅能夠提高噴漆效率和噴漆水平，還能夠降低人工噴漆中存在的失誤率。

6 工業機器人的應用前景展望

上世紀60年代左右，是機器人發展的鼎盛時期，也是在這一時期，美國獲取了首個通用機器人專利。至1960年，美國柱坐標機器人誕生該機器人能夠實現位置定點和控制軌跡的目標，是世界上第一臺應用到工業生產中的機器人。結合機器人發展進程可以看出，在未來，機器人發展必然會向軟件硬件融合、虛擬現實融合、人員機器融合方向發展。具體可以從以下幾點分析：

第一，軟件硬件融合。人工智能技術在實際應用過程中，需要以軟件系統作為支撐，因此對于機器人技術而言，軟件系統尤為重要。而構建工業數字化車間，從規劃和布局進行分析，需要軟件和硬件融合使用，只開發硬件遠遠不夠，還要相關學者和轉件在軟件方面下苦工。由此可見，現階段從事智能制造技術的工作人員，不僅需要具備較強的專業技術水平，還要掌握先進的機器人控制技術。

第二，虛擬現實融合。機器人技術并非獨立形成，而是需要大量虛擬現實技術和仿真技術聯合應用。因此，在機器人技術未來發展和應用中，專家和學者需要對虛擬現實技術融合使用進行深入分析。

第三，人員機器融合。機器人技術在未來發展過程中，需要業界人士深入思考，是否能夠將人和機器相融合，使機器在替代人力勞動的同時具備獨立意識和判斷能力。

第四，并聯混合機器人。傳統機器人在制造過程中多為串聯形式。隨著科技不斷發展，并聯機器人也應運而生。串并聯融合模式已經成為機器人未來發展必然方向，汽油是在于兼容性更強、控制空間更大。而這一發展模式，也為機器人實現未來發展目標指明了方向、奠定了基礎。

7 結束語

綜上所述，現代社會發展迅速，人們對汽車的需求量也逐漸提升，將智能制造技術和機器人技術應用到汽車制造中，已經成為汽車行業未來發展的必然趨勢，本文通過分析智能技術和機器人技術在汽車行業具體應用進行詳細分析，希望能夠為促進汽車制造業穩定發展奠定良好基礎。

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