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工业机器人在制造业中的意义

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【摘要】本文简单介绍了工业机器人的发展,针对工业机器人在制造业中的应用展开了深入的研究分析,从焊接机器人以及搬运机器人两个方面出发,发表了一些自己的建议看法,希望可以对工业机器人在制造业中的应用起到一定的参考和帮助,提高实际应用有效性,更好的满足制造业生产实际需要,推动我国社会经济发展进步。

【关键词】工业机器人;制造业;应用

1引言

随着我国社会经济发展进步,工业机器人技术不断发展,工业机器人在实际应用中已经从以往的手动操作逐渐发展为半自动化操作,当前已经基本实现全自动化操作。工业机器人的各项操作主要是通过多关节机械手等机构实现,在融入智能化以及自动化理念之后,实现机电一体化,有着非常高的可操作性,将其应用在制造业中,能够满足当前制造行业的发展需要,使制造行业的生产效率以及生产安全性有显著提高。就当前发展趋势而言,工业机器人在制造业中的应用还会向着更加高级方向发展,在制造业中的地位以及所发挥的作用越来越重要,应用范围也将更加广泛,本文就此展开了研究分析。

2工业机器人的发展

2.1机械结构

当前制造业中所应用的机器人已经基本上能够按照预先设定的程序实现半自动化生产,操作人员只需要输入操作指令或者代码,机器人将会执行相应的操作程序,完成生产任务。工业机器人发展最初阶段,主要是模仿人的手臂设计,向其中加入驱动系统以及固定结构,这种工业机器人属于最为原始的机器人。之后随着科学技术的发展,人类的设计理念不断创新和完善,工业机器人设计中逐渐加入了自动化、智能化操作系统。目前制造业生产中所使用的工业机器人有3~6个自由度,驱动系统包含有传动装置以及液压动力装置等,操作系统主要是输入各项运行程序和指令。

2.2理论建设

制造业生产过程中所用到的工业机器人操作程序相对较为简单,但是在设计阶段会用到非常多的专业性知识,比如机械原理、线性代数、机电一体化等,另外,悬臂式机器人还需要有动力学以及运动学等方面知识和先进控制方式、轨迹规划等。另外,深海科研以及登月计划等所用到的机器人也都属于工业机器人。

3工业机器人在制造业中的应用

3.1焊接机器人在制造也的应用

焊接工作有着非常大的劳动强度,对焊接人员要求十分严格,焊接作业环境往往十分恶劣。焊接机器人的应用能够实现对这些问题的有效解决,焊接机器人种类较多,根据不同的应用场所选择相对应的机器人,当前应用最为广泛的是多关节机器人,能够在空间内实现任意动作,焊枪姿态以及空间能够任意调整,有着非常好的应用效果。工业机器人中40%左右为焊接机器人,根据不同焊接工艺,分为点焊和弧焊两种。焊接机器人最开始应用在汽车行业,汽车底盘、消声器、座椅骨架等方面的应用已经十分成熟,使用焊接机器人进行汽车零部件的角接和塔接,能够使汽车安全性得到有效保证。比如丰田公司所使用的点焊机器人,在实际应用中焊接质量有了明显提高,整个焊接生产线得到优化,生产线长度有了明显缩短。当前工业生产中对焊缝位置精度方面的要求越来越高,焊接机器人搭配激光传感器、电弧传感器等先进技术,能够实现对焊缝的自动跟踪焊接,在焊接过程中自动改变焊接顺序和焊接轨迹。另外,焊接机器人在造船业、铁路机械等方面也有着非常广泛的应用,应用优势明显,焊接质量能够得到保证,焊接稳定性好,能够避免工作人员在过于恶劣环境下作业,缩短产品生产周期,生产效率有明显提高。

3.2搬运机器人在制造业的应用

机器人在实际应用中不仅可以根据指挥执行相应程序,同时还能根据预先编制指令运行,在物流配送、货物运输以及包装等方面同样有着十分广泛的应用。早在上世纪六十年代,工业机器人就已经开始应用在搬运作业中,当前世界范围内有超过10万台搬运机器人,在大中型重物搬运方面有着非常好的应用效果。当前搬运机器人在机械制造、电子工业等方面的应用技术越来越成熟。化工行业涉及环保、石油、能源等多个领域,实际生产过程中危险性高,当前化工生产过程中的人工作业方式存在有非常大危险性,对于工作人员的生命健康有着严重的影响和威胁,应用搬运机器人,一方面能够节约劳动力资源,使生产效率有显著提高,另一方面还能满足技术安全等方面要求,保证整个作业的安全、顺利展开。搬运机器人属于高新技术,融合多个不同学科领域,主要研究有六轴搬运机器人等。现阶段负载最大机器人其负荷能力高达1300kg,能够实现垂直5m范围内作业,在铸造业、建材行业等有着非常广泛的应用。当前国内常见的搬运机器人多为并联机器人,有2~6个自由度,比如说Delta机械手,在实际应用中能够任意角度摆放物品,其精度可以控制在±0.1mm,相比于国外搬运机器人,我国当前在搬运机器人方面的研究较晚,更多的集中在实验室研究阶段,很少有应用在实际生产中的产品。

4工业机器人的发展

随着当前科学技术的发展进步,不断有新的材料出现并应用在实际生产中,世界范围内将机器人列入未来主要发展领域,尤其是随着计算机以及网络技术的发展,将计算机技术以及网络技术应用在工业机器人中,工业机器人的操作精度以及可操作性会有显著提高。工业机器人应用在实际生产中,在企业方面,能够显著提高生产效率,降低生产成本;在职工方面,能够代替人工进行一些体力劳动,在恶劣条件下工作,具有非常广阔的发展前景。

5结语

当前制造业对工业机器人的需求越来越大,尤其是智能化水平高的机器人,能够更好的满足制造业多元化生产需要,使制造业生产水平得到提高。当前企业更多的是需要能够实现全自动化生产的机器人,同时机器人需要有足够的稳定性以及操作可靠性。多功能机器人是未来工业机器人的一个发展方向,有着多功能操作工艺机器人更受制造业欢迎。

【参考文献】

[1]刘媛,姚缘,钱琳.工业机器人产业竞争情报分析[J].中国科技资源导刊,2017,(6):36-44.

[2]陈英.工业机器人交流伺服驱动系统研究[J].电子设计工程,2017,(16):80-83.

[3]陈启愉,吴智恒.全球工业机器人发展史简评[J].机械制造,2017,(7):1-4,19.

作者:黄晓辉 单位:上海振华重工(集团)股份有限公司

工业机器人在制造业中的意义责任编辑:张雨    阅读:人次