工業機器人技術在機械工程中的應用研究

謝錫謀

（江蘇大學京江學院，江蘇 鎮江 212013）

工業機器人是一種特殊的機器人品類，指的是在工業領域中能夠通過自動化的方式自主執行工作任務的一種機器人裝置[1]。工業機器人可以模仿人類的操作，自動地進行工業加工、編碼以及機械控制等操作，和人工最大的區別是，它可以不間斷地完成人工操作，并且更加精確有效地處理數據，完成工作任務，其精度以及準確度遠超過人工，而且人力、物力成本大大降低。工業機器人技術被廣泛應用于機械工程制造業中，不僅能提高工業產品的生產效率，同時也能保障產品質量[2]。

1 工業機器人技術

1.1 工業機器人技術概述

工業機器人是一種被廣泛應用于工業制造領域的一種多功能、高科技機械裝備，具有一定的自動性以及可持續發展性，可以依靠自身的動力進行工業加工，不需要依靠人工就能自動完成生產加工，在化工、物流、生產等多個工業生產領域中得到了普及。工業機器人是當今工業制造業中不可替代的一種重要裝備，也是衡量一個國家科技水平以及制造業水平的重要方式。同時，由于我國正處在轉型升級的快車道中，以工業機器人為代表的機械設備是降低人力、物力成本，解決我國生產成本上升問題的重要手段。

1.2 工業機器人技術的發展歷程

工業機器人最早開始投入使用是在19 世紀50 年代末期，第一臺工業機器人是由約瑟夫·恩格爾貝格利用伺服系統的相關靈感，與喬治·德沃爾共同研發而出，并且在1961 年的一個汽車生產車間投入使用。這臺工業機器人的建造十分簡單，功能也十分單一，只是機械性地完成同一個功能，重復同一個動作，并沒有實現相互之間的交互互動。但是在當時，能夠通過機械手段完成同一功能，是工業史上的巨大突破，通過工業機器人替代人工既能完成單一作業，也能減少人工成本。工業機器人的誕生為機械工程制造業的蓬勃發展創設了一個美好的前景，也為工業機器人的發展拉開了一個嶄新的篇章。

在19 世紀60 年代，工業機器人的發展得到了新的突破，機器人的功能得到了進一步的發展。機器人傳感器的應用大大提升了工業機器人的可操作性，觸覺傳感器、壓力傳感器、視覺傳感器的應用能夠更好地幫助機器人完成人們的操指作令，通過環境以及其他因素，識別并定位自己的機器人系統，這為之后的工業機器人的發展提供了非常大的幫助[3]。

在19 世紀70 年代，隨著人工智能以及計算機得到高速發展，工業機器人已經進入實用化的階段。世界上第一臺由小型計算機控制的機器人是美國Milacron 公司研發的，這臺機器人采用電動機驅動，可被用于跟蹤運動物體，通過傳感器的作用，為工業制造業的發展提供了更多的可能。傳感器在工業機器人中的應用使工業機器人有更多的可操作性。

到了互聯網時代后，隨著制造業的發展，機器人的應用得到了廣泛的普及，很多加工制造業都開始使用工業機器人來代替繁重的人工力。此時，工業機器人具有更加靈敏、高智慧的特點，工業機器人技術也逐漸趨于成熟化、可實用化，并且朝著更高效、更精細化、更智能化的方向高速發展。

2 我國工業機器人技術在機械工程中的應用問題

很多發達國家的工業機器人技術已經十分成熟了，并且成功地使工業機器人更加自動化、多面化、集成化。但是我國工業起步較晚，目前的工業機器人技術在機械工程中的應用還比較落后。我國很多機械工程企業都沒有重視工業機器人自動化技術，依舊采取傳統的管理模式。因此，企業應該不斷通過技術創新、產能升級的方式，不斷提高我國工業機器人技術水平，縮小我國機械工程的發展水平與發達國家的差距。

在很多工業發達的國家中，其機械工程技術已經到了全自動化的階段，通過柔性顯示、機械智能化、集成化等方式將其應用于較先進的工業機器人技術中，通過先進的管理模式大大提升生產規模以及促進生產的可持續發展，使機械工程的生產效率大大提升。然而，由于我國相關管理模式不夠完善，現有的人才培養機制也不夠完善，因此工業機器人的自動化技術水平有限，還不能對其加以深入應用，具有十分明顯的局限性。我國的工業機器人技術正處在向上發展的階段，需要更多的人才支撐，通過不斷的升級改革、發展創新，使工業機器人在機械工程領域中應用得更加廣泛。

另外，我國缺乏相關的技術創新型人才，在培養工業機器人領域的人才時，著重理論知識的培養，缺乏實際的實踐經驗，導致很多人才不能真正利用所學知識理論將技術應用于實際機械生產生活中[4]。因此，我國對于工業機器人技術創新型人才的培養要落實到實踐中，更加合理全面地培養既有理論知識，又能實踐操作的技術創新型人才。

3 我國工業機器人技術在機械工程中的具體應用

工業機器人技術可以代替人力完成部分工作，比如在危險、有害、高溫、低溫等有害的環境中作業，還可以代替人力完成一系列繁雜的工作，避免重復的勞動成本，提高生產效率的同時，還能夠保證機械生產出的產品質量，實現機械工程的自動化，保障生產力。

3.1 可在惡劣環境下作業

很多生產車間環境條件極為復雜，如高溫環境、低溫環境以及其他有害環境，人們很難在這樣的機械工程生產環境中長時間地工作，因此工業機器人技術能夠在這樣的生產條件中起到十分重要的作用。另外，工業機器人技術也在有安全隱患的生產車間中得到了應用，比如核工廠設備的檢修機器人；核工業上的沸騰水式反應堆燃料交換機器人。因此，工業機器人技術的應用為機械工程的發展起到了十分重要的作用。

3.2 能重復單一煩瑣的工作

在機械工程領域，有許多極為煩瑣且單一的機械性工作。如今是一個人力、物力成本都十分昂貴的社會，如果所有機械性的工作都由人工完成，將嚴重浪費社會資源，而且生產效率和生產質量也不高，工業機器人技術的應用則能很好地解決這個問題。隨著科學技術的不斷發展，工業機器人技術的精度越來越高，生產效率也越來越高。早期的工業機器人技術在機械工程中主要是應用于機床、下料，點焊、噴漆等方面，電機制造、汽車制造、通用機械制造以及金屬加工等制造方面也應用廣泛。因此，工業機器人在機械工程領域的作用越來越廣泛，扮演著十分重要的角色。

4 工業機器人技術在機械工程領域的發展趨勢

隨著工業機器人技術在機械工程中的不斷應用，機械工程的生產會朝著一個更加先進、便捷的方向發展。隨著科學技術水平的不斷提高，工業機器人技術趨于創新化、高科技化，也從最初的單一化工作轉變為多元化互聯的一個狀態，并滲入多個行業中，為機械工程的發展提供更多的可能。在加強應用工業機器人技術的同時，也要多培養全面型人才，為工業機器人技術的發展提供助力。

5 結束語

隨著我國經濟以及科技的發展進步，我國工業機器人技術有了一個很大的提升，并且在機械工程領域得到了越來越多的應用，已經成為我國制造業的一個十分重要的組成部分。同時，我國工業機器人技術的發展逐漸趨于成熟化、體系化，工業機器人技術也將會在機械工程領域得到更加廣泛的應用，未來要大力培養全方位、綜合能力強的創新性人才，為我國機械工程的建設貢獻力量。