智能制造时代工业机器人的应用前景研究

发表时间:2019/6/13   来源:《知识-力量》2019年9月30期   作者:杨景淳
[导读] 工业机器人是指面向工业领域的多关节的机械手或多自由度的机器装置,也是一种极为智能的机械加工辅助手段。在智能制造生产线中,工业机器人可实现制造工艺过程中所有的零件抓取、上料、下料、装夹、零件移位和翻转、零件调头等,特别适用于大批量、小零部件的加工,能够极大地节约人工成本,提高生产效率。
(云南技师学院,云南省 650300)
摘要:工业机器人是指面向工业领域的多关节的机械手或多自由度的机器装置,也是一种极为智能的机械加工辅助手段。在智能制造生产线中,工业机器人可实现制造工艺过程中所有的零件抓取、上料、下料、装夹、零件移位和翻转、零件调头等,特别适用于大批量、小零部件的加工,能够极大地节约人工成本,提高生产效率。
关键词:智能制造;工业机器人;应用前景

 
          1工业机器人的发展现状
          工业机器人问世已有七八个年头了,从简单的机械机构到现在完善的机电一体化,再到所追求的智能机器人,就在这几十年里,机器人技术已经取得了长远的进步。众所周知,近年来国内人工成本急剧上升,让国内制造业承担严重压力,很多企业急需向低成本与智能化转型,可谓说智能制造时代的来临绝非偶然,是整个市场的必然趋势。
          根据《2018-2023年中国工业机器人产业市场前景及投资机会研究报告》显示,自打2009年开始,全球的工业机器人的销量都保持高速增长,研究数据表明,2016年全球的销量达到31.05万台,2017年销量达到了36.33万台,相比于2017年的销量同比增长17.7%;在智能制造大环境的驱使下,工业机器人的应用市场将会不断扩大,显而易见地工业机器人市场需求也将持续增加,在未来的几年里工业机器人的销量基本上可以保持在15%的稳定增幅。不难看出在这个新兴的领域内充满着机遇。
          2017年我国工业机器人销量达到12.08万台,与2016年的9.14万台相比增长32.2%。种种数据表明未来市场将会高速扩大,预计在2018年我国工业机器人销量将达到14.7万台,其销量约占全球工业机器人销量的37%。在这两年期间一直保持着35%左右的增长率,远高于国外,我国已连续两年成为世界第一大工业机器市场。
          工业机器人是智能制造最具代表性的产品,依据其高精度、高效率、可编程性、能在恶劣环境工业等特点,在各个领域内得到广泛的应用。其中,汽车行业、电子产品行业等是我国使用机器人最多的几个行业。未来几年,我国劳动力成本不断增加已是不争的事实,虽然使用工业机器人前期投入十分巨大,但是就长期来看还是采用工业机器人代替更划算,可以预知未来我国工业机器人的需求只会增长。尽管我国已成为全世界最大的工业机器人市场,但我国本土机器人品牌却不具有竞争性,出现这样的情况原因有很多,没有核心技术和其他强力品牌优先占据市场等。
          2机器人在汽车智能制造中的应用分析
          2.1在点焊当中的应用
          从当前的情况进行分析,点焊作业在汽车制造业中的使用非常多。根据相应的数据分析,一辆汽车中大概会有四千多个焊点,通过这一数字也可以看出,在汽车智能制造领域,对于点焊技术的应用非常重要。现在,汽车对于焊接的精度和速度等,有着越来越高的要求,点焊机器人的应用有着非常广阔的发展空间。在使用机器人的过程中,能够发挥出巨大的优势作用。其中,安装时并不需要使用很大的面积,作业的工作环境也非常理想,可有效对焊接时火花高温的问题进行解决,对之前人力不好处理的各项问题进行了解决。
          2.2装配与喷涂
          从装配的层面来说,汽车零件进行装配时,装配机器人可将工作的效率进行提升,减少工作人员的工作强度。

不管是对发动机处理等比较大的配置,还是对仪表盘等比较小的配置,装配机器人起到的作用都非常重要。在实施喷涂作业时,机器人可在比较大的空间中,进行轨迹比较复杂的工作,并完成一些灵活性非常强的工作,如小孔插入内部等工作,尤其是对车体表面实施喷漆的过程中,不但可将喷漆的质量进行提升,还能提高材料的使用效率,为之后的一系列操作和维护做好了基础保障。
          2.3搬运和弧焊
          在搬运的过程中,机器人可实施车身焊装线、搬运物料以及码垛等搬运等工作,在具体的工作中,利用机器人可十分稳定的将任务完成,并且灵活可靠。机器人的使用,帮助工作人员减少了工作量,使生产的效率得到了翻倍提升,为相关的搬运工作提供了安全保障,也提升了员工工作的安全性。针对弧焊当中的各项工作,机器人类型有:熔化极焊接作业以及非熔化极焊接作业。在不同的环境和条件下,都可完成焊接工作,如在自动送丝或熔化电极等条件下体现出来的优势特征非常明显,如高质量和高生产率等。在弧焊相关工作中,对于机器人的使用,得到了很多企业的青睐。
          3工业机器人的发展趋势
          机器人已经发展了几十年了,在各行各业有着很多的应用。随着近年来工业机器人技术不断突破和人工成本不断增加等因素,得到广大企业的青睐。其中在汽车制造行业应用得尤为广泛,比较突出地就有弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器人、以及码垛机器人等应用。
          未来的工业行业追求不外乎高度智能化,为此世界各工业强国相继提出其未来的发展战略,2012年美国提出了“工业互联网”发展规划,随即德国也提出了“工业4.0”的理念,之后我国也提出了“中国制造2025”等相应发展战略。在工业制造领域内机器人作为不可或缺的一环,其未来的发展受到了各国领导者的高度重视。工业机器人未来的发展趋势大致可以分为三部分:
          智能化:人工智能是目前全世界追求的目标,其内容涵盖视觉、感知、逻辑运算、学习等诸多复杂因素下能自行处理。其终极目标就是智力能达到人类,在生产制造过程中出现紧急情况能够自行安全地处理,能够自主工作等。
          微型化:微型机器人是近些年开始研究的产物。微型的事物单个或许没有多大的能量,但是熟知细胞工业效率,大群蝗虫的破坏力就制造微型的作用有多大。其次大型机器人的制造成本也远高于微型机器人,综合各方面因素,微型机器人未来发展很有前景。
          仿生化:动物世界内有很多动物的独特生理结构具备了很独特的能力,仿生化的机器人的出现,将这些技能应用到工业与生活中,对人类的发展起促进作用。可以说仿生机器人在未来发展不可限量。
          结论
          总而言之,工业机器人是未来智能制造中不可或缺的一部分,其行业发展前景非常良好,就业前景十分可观。随着技术的升级,可以有效的解决人工成本和制造业压力等问题。不过,与一些发达国家相比,我国的工业机器人发展现状还不容乐观。因此,为迅速适应这一必然趋势,很好地对接国家战略,使“中国制造”向“中国智造”转变,必须加强投入,形成自己的核心技术,相信在人工劳动紧缺的情况下,工业机器人一定能创造一片新天地。
参考文献
[1]胡伟.工业机器人行业应用实训教程[M].北京:机械工业出版社,2015.
[2]叶辉.工业机器人典型应用案例精析[M].北京:机械工业出版社,2013.
 
 
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