工业机器人的技术发展及其应用研究 黄威龙

发表时间:2019/3/12   来源:《电力设备》2018年第27期   作者:黄威龙
[导读] 摘要:工业机器人是机器人的一种。
        (身份证号:44538119910425XXXX)
        摘要:工业机器人是机器人的一种。它可以仿造人类的操作,自动重复编程、控制等完成各种机电一体化的循环作业。它是广泛应用于现代制造业的自动化装备,对稳定提高自动化产品的质量和生产效率、节省劳动力具有重要作用。实现现代化建设,工业机器人只是一个起步,将来必将蓬勃发展。高科技不仅对制造业,还会对军事、经济等方面产生重大影响。
        关键词:工业;机器人;发展;应用
        引言:随着国民经济与机器人技术的快速发展,机器人在我国工业化发展过程中的地位越来越重要。工业机器人可以在机械加工、焊接、运输、装配、喷涂等各个领域完成相应的工作,甚至也逐渐开始应用于医疗卫生与家政服务等方面。目前,应用最为广泛的主要是工业机器人,工业机器人具有高精度、高负载、高效率、可靠性强等一系列优点。工业机器人对提高产品质量和优化产品生产过程等方面具有非常重要的作用,是当前工业生产中较为重要的技术之一。
        一、工业机器人技术简述
        工业机器人技术是一种仿人操作,通过计算机编程,可以实现自动控制,在三维空间内完成各种作业,实现机电一体化以及生产设备的自动化,达到批量生产,提高产品质量与生产效率的目的。调查研究发现,工业机器人主要是由操作机、驱动系统、控制器、检测传感装置等构成,具有显著的优势,首先,可以实现自动化生产,提高生产效率与质量,降低人为误差,提高生产的标准性以及生产质量;其次,可以提高产品的更新换代速度,提高产品质量,增加产品的多样化,促进产品的发展。机器人技术是一种综合型技术,包括计算机技术、信息和传感技术、控制技术以及机构学等,除此之外,还涵盖了仿生学、人工智能以及传感技术等,发挥了重要的作用,不夸张的说,机器人应用情况是一个国家发展的重要标志,代表了国家的科技发展状况,工业机器人技术是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
        二、工业机器人的国内外发展史
        1. 国内发展史
        受核心技术的限制,我国在工业机器人领域起步较晚,直到20世纪70年代才有企业和高校开始进行工业机器人的研发,截止到目前,已经开展了近40年的研究,并取得了一定的成果。在早期的研究中,主要是解决国产化的问题,因为缺乏先进的技术和经验,导致在研发过程中出现各种各样的问题,致使进度相对缓慢,随着我国对工业机器人重视程度的提升,并将其列入国家计划当中,工业机器人的发展速度明显提升,尤其是在数个五年计划中均给予工业机器人足够的支持,为其发展提供了良好的契机。近些年来,随着科技的发展和社会的进步,工业机器人被广泛应用于工业生产中,并为企业带来高额的利润,其需求量也在不断扩大,因此,机器人的自动化生产开始被引进国内,与此同时,工业生产设备也在向自动化方向发展,这些都为工业机器人的发展提供了优质的条件,目前,北京、上海、广州等一线城市已经具备了工业机器人的自主研发能力,并已经实现产业化, 在实际的应用中表现良好。
        2. 国外发展史
        工业机器人技术最为先进的国家是日本,目前,日本占据了全球工业机器人市场份额的40%左右,日本具有最为先进可靠的技术,而且已经拓展出广阔的市场,在全球工业机器人领域占有着举足轻重的作用。日本于2004年将工业机器人的发展列入到国家发展战略中,通过政府在经济及技术方面的支持,为日本工业机器人的发展提供了良好的外部环境。机器人的发源地是美国,其对工业机器人的研究也是最早的,经过多年的发展,美国在工业机器人领域也具有更为先进的技术,并且相关的生产商在研发能力上较为突出,为工业机器人技术的更新和发展提供了理论与技术支持。欧洲等其他较为发达的国家,也都给予工业机器人足够的重视,并为工业机器人技术的发展营造出良好的氛围。


        三、工业机器人技术发展原因
        工业机器人技术发展的原因主要体现在以下几个方面,第一,可以安排机器人做一些人不愿意做或者无法做的事情,例如,面对一些危险事情,抗震救灾,在一些危险地段救人等,面对一些恶劣环境,如高温、有害、有毒环境等,还有一些人类工作效率低,容易受到伤害的工作,如汽车生产工作等,一方面,人的工作效率很低,工作质量不佳,另一方面,人容易受到磕碰损伤,产生危险。由此可见,安排机器人做一些人不愿意做或者无法做的事十分重要,是发展工业机器人的主要原因;第二,对未知的探索,随着科技的不断发展,信息技术发展迅速,对未知领域的探索成为发展的关键,在一些未知的,不确定的内容上,如对太空的认识,无法将人送上去,以免产生危险,只能将机器送上天,利用其收集数据,探索外太空。
        四、工业机器人技术的应用
        在现代工业化生产中,工业机器人的应用越来越广泛,并且已经深受人们的认可和青睐,人们已经认识到工业机器人的优势,其推广和应用成为一种必然趋势。在大型汽车制造中,机器人可以完成焊钳工作,机器人可以直接操控几百斤重的焊钳,然后实现无缝焊接。相较于传统的工人操作,难度降低,并且操作精准度更高,不仅降低了工作强度,还提高了工作的效率。
        机器人在工业生产中的应用不仅能保证生产的质量,还能提升工作的准确性,降低工作的难度,提升作业的可操控性。工人不需要亲身恭为,只需要掌握机器人操控技术,操作机器人就能让机器人代替完成工作任务,减轻了工人的工作量,缓解工作的疲劳程度。例如,研究的搬运机器人在工业上起了很重要的作用。在制造业中,企业为了能够提高自身的生产效率,其一般情况下会采用高效的物流线来对整个产品进行包装和搬运等操作,这样一方面能够提高生产效率,同时还能减少工作作业劳动强度,降低企业的生产成本。对于搬运机器人,其一般采用的是串联机器人,主要是六轴和四轴这两种机器人,对于六轴机器人,其在制造业中主要是应用在重物搬运工作中,像重型夹具和车身的转动等。而对于四轴机器人,其本身结构中的轴数量较少,因此,其运动轨迹相对较为简单,一般情况下只能进行直线运动,但其运动速度却较高,对此,这种机器人在工业生产中比较适用于高速包装等工序中。
        工业机器人技术可以保证工作的质量,还能保证工作的时效性,在工业生产中体现现代科技成果,实现工业生产的精密化和机械化以及智能化。并且机器人还具有视觉传感器、智能识别功能,能进行定位,这些都是机器人系统具备的功能,在工业生产中应用这种技术,彻底改变了传统作业方式,机器人能更好的满足工作的需求,更好的为工业生产的作业提供服务,工业生产的整体科技水平也越来越高。随着实践的不断深入,现代工业机器人技术也越来越成熟,技术的适用范围也越来越广,推动着工业的高效、快速发展。
        五、结束语
        目前,机器人的发展趋势非常的迅猛,机器人可以替代人类去从事高危险的工作,减轻了人类的劳动强度。对于我国的发展而言,工业机器人起步较晚,我国正处于工业化进程的关键时期,将来的高强度、高危险行业的工人数量将会急剧的下降,机器人将会迎来新的“春天”,所以机器人仍拥有巨大的发展空间。同时,由于我国各机器人制造厂商对于机器人的研发与金钱投资的不同,在我国机器人市场上的竞争也会愈演愈烈,这最终也会促进我国工业机器人技术的发展。
        参考文献:
        [1]范杨.工业机器人的技术发展及其应用[J].现代制造技术与装备,2017(03):165+167;
        [2]陈探.工业机器人技术的发展与应用综述[J].内燃机与配件,2018(01):193-194;
        [3]周海,叶兵.机器人的发展现状及应用前景[J].装备制造技术,2017(09):47-49;
        [4]骆敏舟.工业机器人的技术发展及其应用[J].机械制造。
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