工业机器人技术现状及产业化发展

2019-02-18张玉山

设备管理与维修 2019年12期

关键词：产业化工业机器人

张玉山

（太原市高级技工学校，山西太原 030021）

1 我国工业机器人技术发展现状

随着科学技术的迅速发展，工业机器人技术在生产生活中起着重要的作用。相对于西方发达国家，我国的工业机器人技术起步较晚，自从20 世纪70年代引入工业机器人，我国的工业机器人经历了3 个发展阶段。

（1）工业机器人发展初期。由于实施改革开放政策，我国注意到西方发达国家工业机器人的发展潜力，政府开始重视工业机器人的引入，并且出台系列政策支持工业机器人的发展。

（2）工业机器人创新期。首先感受到工业机器人技术的优势是汽车行业，当时汽车生产中已离不开工业机器人的帮助。随后，在第七个五年计划中，相关研究院开始着力于工业机器人技术的研发，并且在机械手以及控制系统的设计方面取得了可观成绩。此外，研发出的多种技术形成了工业机器人的小规模生产，但是由于技术不成熟，尚没有大范围生产和运用。

（3）工业机器人实用期。在这个时期，工业机器人投入各个行业，以提高生产效率。20 世纪末期，我国投入大量人力、物力及财力对工业机器人技术进行研发，由此取得了快速的发展，并且可以满足各行业的生产需求。

近年来，工业机器人技术已经趋于成熟，各个行业对于工业机器人的运用更加广泛，但仍处于工业机器人的实用期。目前研究出的焊接机器人对汽车、工程等行业有很大意义，此外，工业机器人也逐渐融入商业中，为工业机器人技术的产业化发展奠定了基础。

2 我国工业机器人核心技术

2.1 工业机器人灵巧操作技术

工业机器人在制造业中的广泛应用，离不开其模仿人体的手臂的灵巧操作。工业机器人的机械臂通过高精度的感知，再通过独立关节以及对传感器进行创新，从而可以达到人手可以达到的灵巧度。工业机器人的灵巧操作技术，离不开是对机械装置以及驱动机构的优化，通过二者的优化，从而提高工业机器人在操作的过程中的准确度、可重复性等各项性能。

除此之外，工业机器人灵巧操作技术的实现也要注重对新材料的选择。比如在驱动机构材料的选择上，要考虑其驱动的安全性，而创新机构材料的选择可以有效地提高负载和机器人自重的比例。

2.2 工业机器人自主导航技术

对于搬运机器人来说，在存在静止障碍物及人的状态下，实现自主导航，在装配线上顺利进行搬运工作，是工业机器人需要攻克的技术关键点之一。因此，工业机器人自主导航技术的实现，对提高工业生产效益有很大作用。

工业机器人自主导航技术和无人驾驶汽车的原理类似，在遇到障碍物时进行回避，在建筑区内，可以实现自主倒车入库，并且在紧急情况下，可以实现及时停止操作。

2.3 工业机器人环境感知和传感技术

在工业机器人技术研发中，需要进一步提高环境感知和传感能力，实现在不确定的情况下的自动化操作。首先，工业机器人可以感知环境中设备的进展情况以及检测零部件的生产情况，需要攻克的技术难题是非入侵性的生物感知器。此外，在未来还会出现多品种小批量生产的工业机器人，因为在工作过程中，还会有其他生产者，因此，工业机器人需要在动态环境中进行非结构性感知，需要攻克的技术是3D 环境感知技术。

2.4 工业机器人人机交互技术

随着工业机器人智能化发展，实现工业机器人的人机交互技术是智能化的基础。在实现人机交互技术前，需要克服的难题是实现多物理作用效应人机交互装置。在机器人和人的和谐工作过程中，首先需要保障的是机器和人的安全问题，其次是对环境的适应问题以及处理多元化作业操作中出现的问题。安全问题始终是人机交互过程的前提，根据用户需求进行个性化的机器人设计，保证人机交互过程中手势自然、语言自然等情况。

3 我国工业机器人产业化发展对策

3.1 工业机器人应用的规模化

工业机器人要想实现产业化发展，就必须结合市场的需求，只有在有需求的同时，机器人才能发挥其最大价值。一方面，需要发展机器人搬运等工作，另一方面，通过智能传送等与机器人的装置紧密结合，促进工业机器人产业的发展。

从实际应用分析，只有机器人的投入和产出相对于自动化机器的效率更高时，企业才会舍弃自动化机器而使用工业机器人。

当工业机器人市场规模逐渐扩大时，其规模效应才会显现出来，由此才会产生盈利。因此，在工业机器人产业化发展过程中，重要的一点是实现其应用的规模化，通过规模效益，使得更多企业选择，促进其产业化发展。

3.2 合理的价格和可靠的技术是产业化的关键

工业机器人要想实现产业化发展，一方面需要有合理的价格保证使用者的盈利性，另一方面要有可靠的技术保证其应用效率。工业机器人价格合理性的提高，需要从2 个方面入手，首先是扩大产业链，形成品牌效应，其次是减少中间环节，降低生产制造成本。而工业机器人可靠的技术中，需要关注的是材料和技术的优化，此外，对于容易发生问题的元器件需进一步更新，增加其可靠性。只有通过合理的价格和可靠的技术使工业机器人被市场选择，才能促进其产业化发展。

3.3 工业机器人产业发展的秩序化、规范化

虽然我国工业机器人技术起步较晚，但是发展却很迅速，因此很多企业看好其经济效益，纷纷投入工业机器人的制造和研究。但与此同时，企业的研究和制造质量却参差不齐，形成了工业机器人市场的恶性竞争，在很大程度上造成市场秩序的紊乱。此外，部分企业生产工业机器人的产业链尚不完善，增加了工业机器人的制造成本，加上工业机器人的标准尚未统一，也在一定程度上增加了社会成本。若要使工业机器人产业化得到良好发展，需进一步完善工业机器人市场秩序，使其发展秩序化、规范化。

3.4 工业机器人产业化发展需要具有战略性

工业机器人的发展并不是一朝一夕的，需要有一定的产业基础才能有所发展，一方面加快智能制造和装备技术的发展，另一方面实现对制造材料的优化，以及其前沿技术的发展。

首先，对于企业来说，要树立长远的战略眼光，一方面树立企业的品牌意识，另一方面以技术创新的方式促进工业机器人行业的健康发展。其次，对于国家来说，一方面对机器人制造企业予以支持，保护本土企业的成长，另一方面，国家需要重视工业机器人产业链的培育，通过政策、资金等形式不断完善工业机器人产业链，以此提高工业机器人生产制造过程中经济效益的提高。通过企业和国家的同时发力，促使工业机器人行业健康发展。