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

謝錫謀

（江蘇大學(xué)京江學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

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[1]。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[2]。

1 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)

1.1 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)概述

工業(yè)機(jī)器人是一種被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域的一種多功能、高科技機(jī)械裝備，具有一定的自動(dòng)性以及可持續(xù)發(fā)展性，可以依靠自身的動(dòng)力進(jìn)行工業(yè)加工，不需要依靠人工就能自動(dòng)完成生產(chǎn)加工，在化工、物流、生產(chǎn)等多個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了普及。工業(yè)機(jī)器人是當(dāng)今工業(yè)制造業(yè)中不可替代的一種重要裝備，也是衡量一個(gè)國(guó)家科技水平以及制造業(yè)水平的重要方式。同時(shí)，由于我國(guó)正處在轉(zhuǎn)型升級(jí)的快車道中，以工業(yè)機(jī)器人為代表的機(jī)械設(shè)備是降低人力、物力成本，解決我國(guó)生產(chǎn)成本上升問題的重要手段。

1.2 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展歷程

工業(yè)機(jī)器人最早開始投入使用是在19 世紀(jì)50 年代末期，第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人是由約瑟夫·恩格爾貝格利用伺服系統(tǒng)的相關(guān)靈感，與喬治·德沃爾共同研發(fā)而出，并且在1961 年的一個(gè)汽車生產(chǎn)車間投入使用。這臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的建造十分簡(jiǎn)單，功能也十分單一，只是機(jī)械性地完成同一個(gè)功能，重復(fù)同一個(gè)動(dòng)作，并沒有實(shí)現(xiàn)相互之間的交互互動(dòng)。但是在當(dāng)時(shí)，能夠通過機(jī)械手段完成同一功能，是工業(yè)史上的巨大突破，通過工業(yè)機(jī)器人替代人工既能完成單一作業(yè)，也能減少人工成本。工業(yè)機(jī)器人的誕生為機(jī)械工程制造業(yè)的蓬勃發(fā)展創(chuàng)設(shè)了一個(gè)美好的前景，也為工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展拉開了一個(gè)嶄新的篇章。

在19 世紀(jì)60 年代，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展得到了新的突破，機(jī)器人的功能得到了進(jìn)一步的發(fā)展。機(jī)器人傳感器的應(yīng)用大大提升了工業(yè)機(jī)器人的可操作性，觸覺傳感器、壓力傳感器、視覺傳感器的應(yīng)用能夠更好地幫助機(jī)器人完成人們的操指作令，通過環(huán)境以及其他因素，識(shí)別并定位自己的機(jī)器人系統(tǒng)，這為之后的工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展提供了非常大的幫助[3]。

在19 世紀(jì)70 年代，隨著人工智能以及計(jì)算機(jī)得到高速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化的階段。世界上第一臺(tái)由小型計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人是美國(guó)Milacron 公司研發(fā)的，這臺(tái)機(jī)器人采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可被用于跟蹤運(yùn)動(dòng)物體，通過傳感器的作用，為工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展提供了更多的可能。傳感器在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用使工業(yè)機(jī)器人有更多的可操作性。

到了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代后，隨著制造業(yè)的發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用得到了廣泛的普及，很多加工制造業(yè)都開始使用工業(yè)機(jī)器人來代替繁重的人工力。此時(shí)，工業(yè)機(jī)器人具有更加靈敏、高智慧的特點(diǎn)，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)也逐漸趨于成熟化、可實(shí)用化，并且朝著更高效、更精細(xì)化、更智能化的方向高速發(fā)展。

2 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用問題

很多發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)十分成熟了，并且成功地使工業(yè)機(jī)器人更加自動(dòng)化、多面化、集成化。但是我國(guó)工業(yè)起步較晚，目前的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用還比較落后。我國(guó)很多機(jī)械工程企業(yè)都沒有重視工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)，依舊采取傳統(tǒng)的管理模式。因此，企業(yè)應(yīng)該不斷通過技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)能升級(jí)的方式，不斷提高我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)水平，縮小我國(guó)機(jī)械工程的發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。

在很多工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中，其機(jī)械工程技術(shù)已經(jīng)到了全自動(dòng)化的階段，通過柔性顯示、機(jī)械智能化、集成化等方式將其應(yīng)用于較先進(jìn)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)中，通過先進(jìn)的管理模式大大提升生產(chǎn)規(guī)模以及促進(jìn)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，使機(jī)械工程的生產(chǎn)效率大大提升。然而，由于我國(guó)相關(guān)管理模式不夠完善，現(xiàn)有的人才培養(yǎng)機(jī)制也不夠完善，因此工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化技術(shù)水平有限，還不能對(duì)其加以深入應(yīng)用，具有十分明顯的局限性。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正處在向上發(fā)展的階段，需要更多的人才支撐，通過不斷的升級(jí)改革、發(fā)展創(chuàng)新，使工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械工程領(lǐng)域中應(yīng)用得更加廣泛。

另外，我國(guó)缺乏相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新型人才，在培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的人才時(shí)，著重理論知識(shí)的培養(yǎng)，缺乏實(shí)際的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致很多人才不能真正利用所學(xué)知識(shí)理論將技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際機(jī)械生產(chǎn)生活中[4]。因此，我國(guó)對(duì)于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要落實(shí)到實(shí)踐中，更加合理全面地培養(yǎng)既有理論知識(shí)，又能實(shí)踐操作的技術(shù)創(chuàng)新型人才。

3 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械工程中的具體應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)可以代替人力完成部分工作，比如在危險(xiǎn)、有害、高溫、低溫等有害的環(huán)境中作業(yè)，還可以代替人力完成一系列繁雜的工作，避免重復(fù)的勞動(dòng)成本，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，還能夠保證機(jī)械生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程的自動(dòng)化，保障生產(chǎn)力。

3.1 可在惡劣環(huán)境下作業(yè)

很多生產(chǎn)車間環(huán)境條件極為復(fù)雜，如高溫環(huán)境、低溫環(huán)境以及其他有害環(huán)境，人們很難在這樣的機(jī)械工程生產(chǎn)環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間地工作，因此工業(yè)機(jī)器人技術(shù)能夠在這樣的生產(chǎn)條件中起到十分重要的作用。另外，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)也在有安全隱患的生產(chǎn)車間中得到了應(yīng)用，比如核工廠設(shè)備的檢修機(jī)器人；核工業(yè)上的沸騰水式反應(yīng)堆燃料交換機(jī)器人。因此，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用為機(jī)械工程的發(fā)展起到了十分重要的作用。

3.2 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)的精度越來越高，生產(chǎn)效率也越來越高。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)域的作用越來越廣泛，扮演著十分重要的角色。

4 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。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)以及科技的發(fā)展進(jìn)步，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)有了一個(gè)很大的提升，并且在機(jī)械工程領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用，已經(jīng)成為我國(guó)制造業(yè)的一個(gè)十分重要的組成部分。同時(shí)，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展逐漸趨于成熟化、體系化，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)也將會(huì)在機(jī)械工程領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用，未來要大力培養(yǎng)全方位、綜合能力強(qiáng)的創(chuàng)新性人才，為我國(guó)機(jī)械工程的建設(shè)貢獻(xiàn)力量。