工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用研究

路宇成

【摘 要】工業(yè)機(jī)器人是一種特殊的機(jī)器人品類，指的是在工業(yè)領(lǐng)域中能夠通過(guò)自動(dòng)化的方式自主執(zhí)行工作任務(wù)的一種機(jī)器人裝置。工業(yè)機(jī)器人可以模仿人類的操作，自動(dòng)地進(jìn)行工業(yè)加工、編碼以及機(jī)械控制等操作，和人工最大的區(qū)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(shù)據(jù)，完成工作任務(wù)，其精度以及準(zhǔn)確度遠(yuǎn)超過(guò)人工，而且人力、物力成本大大降低。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程制造業(yè)中，不僅能提高工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，同時(shí)也能保障產(chǎn)品質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)機(jī)器人技術(shù);機(jī)械工程;工業(yè)加工

1未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，人們?cè)诖蠓岣吖I(yè)生產(chǎn)效率及質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的使用功能與性能也提出了更為嚴(yán)格的要求，早期所研制的工業(yè)機(jī)器人難以滿足實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)需求。在這一時(shí)代背景下，相關(guān)企業(yè)紛紛加大對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)力度，將高精度化、智能化、自動(dòng)化作為工業(yè)機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。1）一體化將工業(yè)機(jī)器人制造技術(shù)范圍涵蓋精密化、智能化、柔性化等方面，將多項(xiàng)使用功能集成為一體，致力于全面提高工業(yè)機(jī)器人品質(zhì)、產(chǎn)量并減少成本。2）智能化運(yùn)用人工智能技術(shù)構(gòu)建專家知識(shí)庫(kù)，要求工業(yè)機(jī)器人模擬人類思維方式來(lái)解決工業(yè)生產(chǎn)期間出現(xiàn)的問(wèn)題，在無(wú)人工干預(yù)前提下自動(dòng)做出并實(shí)施正確決策，如自動(dòng)設(shè)定和優(yōu)化軌跡路徑，滿足精細(xì)化加工和柔性生產(chǎn)需求。3）全自動(dòng)化在生產(chǎn)線上配置多種類工業(yè)機(jī)器人和配套自動(dòng)化設(shè)備，由工業(yè)機(jī)器人替代各人工崗位，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)目標(biāo)。同時(shí)，憑借工業(yè)機(jī)器人較高的智能化程度以及機(jī)器人控制與通信技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)化，將工業(yè)機(jī)器人個(gè)體控制模式轉(zhuǎn)換為相互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同控制模式。

2工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

2.1沖壓工業(yè)機(jī)器人在汽車、電氣設(shè)備等制造業(yè)的運(yùn)用

利用工業(yè)機(jī)器人和沖壓設(shè)備共同構(gòu)建沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線，采用工業(yè)機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線完成機(jī)械部件、設(shè)備的制造、組裝，該模式功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)便，實(shí)用性較高。同時(shí)，可采用壓鑄型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)機(jī)械零部件，如安排一位專業(yè)技術(shù)人員對(duì)數(shù)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行管理、操作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鑄造機(jī)器人技術(shù)開始和機(jī)床技術(shù)巧妙融合，并衍生了熱模鍛與輥鍛工業(yè)機(jī)器人，這兩種機(jī)器人可以完成機(jī)械制造壓鑄各項(xiàng)操作任務(wù)，避免了人工操作的安全風(fēng)險(xiǎn)，且精度高、實(shí)用性較強(qiáng)。

2.2能重復(fù)單一煩瑣的工作

在機(jī)械工程領(lǐng)域，有許多極為煩瑣且單一的機(jī)械性工作。如今是一個(gè)人力、物力成本都十分昂貴的社會(huì)，如果所有機(jī)械性的工作都由人工完成，將嚴(yán)重浪費(fèi)社會(huì)資源，而且生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量也不高，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用則能很好地解決這個(gè)問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的精度越來(lái)越高，生產(chǎn)效率也越來(lái)越高。早期的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械工程中主要是應(yīng)用于機(jī)床、下料，點(diǎn)焊、噴漆等方面，電機(jī)制造、汽車制造、通用機(jī)械制造以及金屬加工等制造方面也應(yīng)用廣泛。因此，工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械工程領(lǐng)域的作用越來(lái)越廣泛，扮演著十分重要的角色。

2.3縫紉機(jī)器人

在傳統(tǒng)縫紉生產(chǎn)模式中，縫紉過(guò)程較為復(fù)雜精密，對(duì)工作人員的專業(yè)素養(yǎng)有著極高要求，需要企業(yè)投入大量的人力資源，導(dǎo)致縫紉成本居高不下。應(yīng)用新型縫紉機(jī)器人的過(guò)程中，所配置工業(yè)機(jī)器人具有精準(zhǔn)定位、環(huán)境感知等功能，可以在極短時(shí)間內(nèi)識(shí)別縫紉位置，控制末端執(zhí)行器完成移動(dòng)布料等作業(yè)，完成自動(dòng)化生產(chǎn)目標(biāo)。此外，隨著科技水平的不斷提高，3D打印技術(shù)在縫紉機(jī)器人方面得到廣泛應(yīng)用。例如，我國(guó)中船重工716所聯(lián)合寧波慈星公司研制的3D縫紉機(jī)器人，在汽車內(nèi)飾生產(chǎn)領(lǐng)域得到應(yīng)用普及，可以對(duì)汽車內(nèi)飾皮革開展空間自動(dòng)化縫紉作業(yè)，取得了良好的縫合效果。

2.4機(jī)械制造業(yè)搬運(yùn)工作中對(duì)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用

機(jī)械制造業(yè)在組織產(chǎn)品的制造、加工、組裝等過(guò)程中，需要在工廠內(nèi)部搬運(yùn)、擺放大量的原材料、工件等，若選用人工操作，則耗時(shí)耗力耗財(cái)，而且在特種物件搬運(yùn)中還容易產(chǎn)生安全危險(xiǎn)。因此，引入工業(yè)機(jī)器人負(fù)責(zé)搬運(yùn)工作后，可安排工業(yè)機(jī)器人完成上下料作業(yè)、高溫鍛造件裝卸作業(yè)、沖壓機(jī)塑件取卸作業(yè)、堆料碼垛作業(yè)等。通過(guò)運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人替代人工搬運(yùn)活動(dòng)的形式，有助于降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、減少管理成本、提高機(jī)械制造生產(chǎn)安全性及生產(chǎn)效率等。

3工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械工程中的不斷應(yīng)用，機(jī)械工程的生產(chǎn)會(huì)朝著一個(gè)更加先進(jìn)、便捷的方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)趨于創(chuàng)新化、高科技化，也從最初的單一化工作轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣ヂ?lián)的一個(gè)狀態(tài)，并滲入多個(gè)行業(yè)中，為機(jī)械工程的發(fā)展提供更多的可能。在加強(qiáng)應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的同時(shí)，也要多培養(yǎng)全面型人才，為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展提供助力。

結(jié)語(yǔ)

隨著機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人安裝數(shù)量急劇增長(zhǎng)，其在機(jī)械加工領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人具有成本低、自動(dòng)化程度高、柔性好、安裝空間小等優(yōu)點(diǎn)，可加工機(jī)械零部件、大型型材、復(fù)雜模型以及雕刻加工等等，同時(shí)利用數(shù)控領(lǐng)域的相對(duì)較成熟的CNC技術(shù)，機(jī)器人機(jī)械加工將成為工業(yè)機(jī)器人加工的一個(gè)簡(jiǎn)便和必然選擇，在軟件編程、加工應(yīng)用等方面亦得到了一定的發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人與機(jī)械制造技術(shù)相結(jié)合改變了機(jī)械加工的格局，尤其是CNC上下料幾乎可以應(yīng)用到各行各業(yè)的加工制造中。在不斷試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人的使用具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)步驟可以優(yōu)化、加工工件的質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)減少了人工成本，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，將操作者從單一、繁瑣的工作環(huán)境中解救出來(lái)。作為制造企業(yè)，擁有工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線不僅提升加工手段，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，而且能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]駱敏舟，方健，趙江海.工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2015，44（1）：1-4.

[2]計(jì)時(shí)鳴，黃希歡.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J].機(jī)電工程，2015，32（1）：1-13.

[3]朱劍芳.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（1）：10.

[4]張玉山.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[J].設(shè)備管理與維修，2019（12）：38-39.

（作者單位：大連優(yōu)聯(lián)智能裝備股份有限公司）