工业机器人技术在智能制造中的应用及发展研究

摘要：随着科学技术的不断提升，工业机器人技术不断提高，并逐渐在工业领域得到了应用，提高了工厂的生产效率，保证了产品的质量，使得危险性的工作更加安全，逐渐被大众接受。现阶段工业机器人主要应用在汽车工业方面，在搬运、码垛、焊接、喷涂等作业方面应用较为广泛。因此，需要明确与机器人相关的各项技术，促使该技术有长足的发展空间，并向产业化的方向发展。

关键词：工业机器人；智能制造；应用

引言

工业制造现代化转型必定包含信息技术，智能制造领域中最为关键的一项技术就是工业机器人技术。我国制造行业转型期间，工业机器人技术也在持续不断地创新，确保工业机器人技术水平能够满足当前工业制造领域生产需求。未来，我国制造行业必然会向着生产制造智能化的方向发展，工业机器人技术在智能制造领域的地位越发重要。

1工业机器人技术概念

工业机器人主要指在工业生产制造等领域中被广泛应用的多关节机械手或自由度较高的机械设备。充分发挥这类设备搭载的自动化功能，可以辅助完成各类工业生产制造目标。如今，工业机器人在我国制造领域的应用主要集中在物流、电子、化工等行业。国际ISO组织将工业机器人定义为“能自动操作目标、可反复编程、自由度较多的操控机器”，多数国家都认同了这一定义。工业机器人本身的功能性相对丰富，能够实施原料的运输、工具的操控以及其他操作工作。我国对于工业机器人的研究时间尚短，基本处于初期阶段，但工业机器人的概念必然会随着相关研究的深入而不断完善。在工业生产制造领域中应用工业机器人，始于20世纪中后期，发展至今已经建成了多个专门研究工业机器人发展的科研机构，且大多数工业机器人安装了独立的自动操控系统，自由度一般为3～6，而机器人的腕部关节自由度一般为1～3。

2工业机器人技术在智能制造中的应用策略

2.1搬运机器人

实际应用时，工业机器人可按照提前设置的程序执行相应的流程，也可以按照人工指挥完成指令任务，基于这一特点，工业机器人在物流运输领域中得到广泛应用。在工业机器人技术持续发展的过程中，搬运机器人技术水平也得到了显著提升。随着智能制造时代的来临，传统的搬运机器人不能满足现代化物流运输行业的搬运需求，因此研发出了越来越多的新型搬运机器人。新型机器人一般都会搭载最新的技术，实际应用过程中以六轴搬运机器人的应用范围最广。科技水平的提升使搬运机器人的工作能力大幅提升，能够搬运重量为500kg的物品，且移动非常灵活。近年来，国内物流运输行业主要应用并联机器人实现搬运，并联机器人能够实现6个自由度。例如Delta机械手，这种搬运机器人的精准度更高，可将偏差控制在0.1mm以下。

2.2焊接机器人

在智能制造领域中，利用焊接机器人技术之后，不仅大大降低了人员的工作量，在一定程度上降低了制造成本，还有利于提高焊接工序的智能化水平。当前，焊接机器人的类型多种多样，常见的有两种，一种是点焊机器人，另一种是弧焊机器人，可根据实际生产需求进行选择和应用。例如，在汽车制造行业，可以利用焊接机器人来实施消声器、座椅骨架和底盘等部分的焊接工作，处理好零部件的搭接问题，做好角接处理，以提高汽车的制造质量，使之安全系数得以提升。在丰田企业中便有效应用了点焊机器人，创新了传统的焊接生产线，应用了先进的焊接工艺。除此之外，由于大部分制造行业中对焊缝位置提出了更为精确的要求。因此，为了使焊接机器人能够满足这一要求，配备了先进的电弧、激光传感器设备，以便于实现焊接效果的自动跟踪，能够根据实际情况来优化焊接轨迹，改变焊接顺序，常被用于船舶制造业中。

2.3钢铁领域智能机器人

钢铁生产过程中，通常需要用钢卷生产冷轧带钢，而钢卷到达生产线之前需要进行拆捆、开卷与穿带操作，整个生产过程相对较长。应用拆捆机器人能够在钢卷达到生产设备之前完成拆捆；拆捆机器人能够旋转或横向移动机头，并自动测定卷边与捆带的实际位置；完成所有捆带的剪断操作后，拆捆机器人还能自动压实已经剪断的捆带，将所有捆带尺寸控制在合理范围内，然后将其卸到废料斗进行回收处理。在钢铁生产过程中应用拆捆机器人，可有效减少生产工序，加快钢铁生产效率，还能保障整个生产过程的安全性。钢铁生产过程中，应用自动取样机器人能够自动拾取钢板并对其进行标记。自动取样装置一般包括立放样板斗、机器人、平放样板斗、取样贴标夹具以及平斗推出机构。一般而言，自动取样装置会在机组取样后，标记取样小车内包含的所有钢板，然后再将其运输至相应的料斗中。应用自动取样机器人可大幅降低劳动力需求，并增强生产过程的稳定性，提升钢铁生产质量。

3工业机器人未来的发展趋势展望

目前，我国智能制造领域工业机器人缺少高端产品，各种机器人产品仅具有一定程度的视觉能力，无法达到自主思维的能力，传感器技术及控制技术亟待发展。随着各种新兴科技的发展，如5G技术、云计算技术、3D打印技术、数字孪生技术、大数据技术、AI技术等，这些技术将会与机器人技术融合，并运用到智能制造过程中。目前，可以通过互联网技术与工业机器人结合，使得工业机器人操作智能化能够有效实现。工业机器人技术在医疗和食品加工行业的应用程度也在不断加深，目前，仿生是工业机器人技术的主要发展方向。随着智能技术的发展，自主学习将是工业机器人未来主要发展的主流模式。工业机器人的应用成效只有在其拥有自主学习能力后才能得到保证，能快速准确地应对突发事件。工业机器人的应用需要制定相应的保障措施作为支撑，首先要提升工业机器人在智能制造中应用的关注度，还需培养技术团队及技术人员，以发挥工业机器人在智能制造领域中的作用。

结语

智能制造趋势的发展，促进了工业机器人技术的进步，工业机器人技术将会逐渐普及在智能制造领域中，而在工业机器人中应用分子仿生学知识，进一步提升了工业机器人的智能化水平。总之，未来几年，工业智能机器人必将成为国内生产制造领域的发展主流，并发挥出越发重要的作用。

参考文献

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