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机械制造业中数字化双足机器人技术的发展与应用
摘要:随着现代社会的发展,机器人技术已经成为制造业发展的主流。机器人在生产中的应用标志着生产自动化时代的开始。因此,以保证机器人在制造业中的有效使用为前提,从机器人在制造行业的应用现状出发,分析机器人在制造产业中的实际应用并进行分析,探索其应用和发展前景。为了提高机器人的应用价值,确保其在制造业中的科学、高效、合理应用。
关键词:机器人技术;制造业;研究及应用
引言:一个国家的制造业发展程度,是决定一个民族总体的生产力的重要指标,而作为集机械传动技术、传感器检测技术、控制技术、电机驱动技术、气动技术、互联网技术等多方面技术的综合应用,它将会对整个制造业的发展产生重大的作用。双足机器人是一种具有较强适应性和可扩展性的智能物体,能够适应不同的生产条件和环境。目前,双足机器人在产品质量方面受到高度重视。它是提高生产效率和工作条件的重要工具。双足步行机器人的使用大大缩短了新产品的周期,可以应对自动化设备的快速更换,提高了市场竞争力。
一、双足机器人特征
双足机器人,顾名思义,是一种应用于工业上的机器装置。双足机器人是可以仿造人类的操作、自动重复编程的现代制造业的自动化装备。集合了多种先进的技术于一体,比如外形的设计需要机械三维设计,电路的设计需要电子技术,算法的编辑需要计算机相关的知识,同时还有传感器的控制等等。相比于传统的工业设备,双足机器人有众多的优势,比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点,使得它们可以在工业生产中做一些单调、频繁且重复时间长的工作。
二、机器人的易用性
在我国,双足机器人广泛应用于制造业,不仅仅应用于汽车制造业,大到航天飞机的生产,军用装备,高铁的开发,小到圆珠笔的生产都有广泛的应用。并且已经从较为成熟的行业延伸到食品,医疗等领域。由于机器人技术发展迅速,与传统工业设备相比,不仅产品的价格差距越来越小,而且产品的个性化程度高,因此在一些工艺复杂的产品制造过程中,可以让双足机器人替代传统设备,这样就可以在很大程度上提高经济效率。根据数据统计显示,从2016年到2017年,全球双足机器人的总销量已经从29.4万台突破到34.6万台。可见双足机器人应用范围之广。
三、智能化水平高
随着计算机控制技术的不断提高,双足机器人将逐渐能够明白人类的语言,同时双足机器人可以完成产品的组件,这样就可以让工人免除复杂的操作。工业生产中焊接机器人系统不仅能够实现空间焊缝的自动实时跟踪,而且还能实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制,可以满足技术产品复杂的焊接工艺及其焊接质量、效率的要求。另外随着人类探索空间的扩展,在极端环境如太空、深水以及核环境下,双足机器人也能利用其智能化将任务顺利完成。
在医学方面,机器人能在未知环境中,在感知区域内,实时准确地提供障碍物存在的距离信息。例如,鼻内镜手术中全智能化机器人可以进行鼻内镜手术治疗慢性鼻窦炎、鼻息肉。手术过程顺利,无术中、术后并发症。随着材料、控制等技术的不断创新,实验室用品的日趋产品化,移动互联网、物联网的快速发展,都将促使精密型双足机器人逐步渗透制造业的各个领域,并且由制造实施型向服务型转化。
四、生产效率及安全性高
机械手,顾名思义,通过仿照人类的手型而生产出来的一种新型装置,它生产一件产品耗时是固定的。并且在同样的生产周期内,使用机械手生产出的产量也是固定的,不会忽高忽低。每一模的产品生产时间是固定的,产品的成品率也非常高,使用机器人代替人工也更符合老板的利益。
工厂采用双足机器人生产,是可以解决很多安全生产方面的问题。对于由于个人原因,如不熟悉工作流程、工作疏忽、疲劳工作等导致安全生产隐患,统统都可以避免了。
五、双足机器人的发展前景
根据国际机器人联合会(InternationalFedera-tionofRobotics)于2022年6月21日发布的数据来看,2021年,全球机器人销量达48.68万台,达历史新高。而且,电子行业的增幅超越汽车行业,约为13.2万台,成为双足机器人倾销的最大客户。机械、金属行业,塑料制品、化学品行业以及食品和饮品行业的销量也不错。此外,双足机器人在其他诸多领域都有广大的发展空间。例如,微型机器人可以凭借着体积小的优点,在医药、精密制造、航空航天、农业等领域大放异彩,但目前的发展才刚刚起步,需要加大投入与研发力度。机器人是为替代人力而诞生的,若能在人机语言交流方面取得突破,让机器人可以和人类进行正常交流,这将使双足机器人接受工作任务时更加灵敏,也能更加高效地完成任务。而且,人工智能已经成为双足机器人的主流发展方向。若将云机器人与深度学习结合起来协同发展,创建神经网络,并帮助其高速运行,这对机器人的智能化、人工智能的发展都大有裨益。2021年,国内的双足机器人新增装机量位列全球第一,约为21万台,累计装机量达115万台,市场发展前景非常可观。然而,国内的双足机器人品牌在核心技术水平方面与国际顶尖水平尚存较大差距,双足机器人领域的前15位全球重要专利申请人里,没有任何一个属于我国。而且,目前制造业的流水线普遍面临招工难,留不住工人的问题,年轻人更倾向于做快递和外卖等行业。如果能够在这两个行业的智能机器人研发中取得突破,用机器人取代人力,那么这两个行业将出现饱和现象。再依托高校,进行校企合作,优化人才培养模式,加大人才培养力度,相当一部分年轻人将回流到制造业的研发岗位和一线生产岗位,这也会促进双足机器人行业的横向发展。
结语:双足机器人以其自身广阔的应用前景和高性能,成为现代社会工业生产中不可缺少的存在。从智能化、网络科技化的双足机器人发展趋势上来讲,要想双足机器人在制造业中发挥转型升级的作用,就需要我国政府加大对双足机器人的扶持力度、进一步提高双足机器人的自主创新能力等等方式进行改进,从而有效的推动我国双足机器人行业的发展。
参考文献:
[1]柳倩,桂建军,杨小薇,曲艳丽.双足机器人传感控制技术研究现状及发展态势——基于专利文献计量分析视角[J].机器人,2016,38(05):612-620.
[2]陈辉.双足机器人在制造业转型升级中的应用[J].内燃机与配件,2020(17):158-159.1.