智能制造与机器人应用关键技术研究

于亚平

摘 要：随着时代不断发展，科学技术也在不断进步。近年来，我国已经全面进入信息时代，数字化技术和智能化技术的广泛应用，为人们生活和生产奠定了良好基础。汽车制造作为社会经济发展中的支柱行业，在新时代背景下也广泛应用先进科学技术，促进汽车制造向智能化和自动化趋势发展。其中，将智能制造技术和机器人技术应用到汽车制造行业，有效提高了汽车制造水平和效率，受到汽车制造行业的广泛青睐，并且成为汽车行业未来发展的必然趋势。因此，本文针对工业机器人技术发展概述进行分析，并结合其应用现状深入阐述，同时对智能制造与机器人技术在汽车行业中的具体应用展开研究，希望能够为专业人士提供参考借鉴。

关键词：智能制造 机器人 应用 关键技术

1 引言

当前世界范围内振兴制造业战略计划有三个，包括美国先进制造战略、德国4.0工业战略以及中国2025制造战略。虽然三个战略的提出存在不同背景，但是发展核心基本相同，均是以智能制造为主。回顾智能制造发展进程可以看出，中国自改革开放以后以震惊世人的速度在进步。尤其汽车行业发展势头越来越迅猛，多样化的汽车类型以及个性化的配置选择，为汽车行业产品制造提出了更高需求。为保证汽车制造业在激烈的市场竞争中脱颖而出，现阶段越来越多的企业将智能制造技术和机器人技术应用到汽车制造中，推动汽车行业逐渐向智能化和自动化趋势发展。

2 工业机器人技术发展简述

工业机器人技术是人工智能技術中的重要组成部分之一。近年来，随着科学技术不断发展，机器人技术也得到了进一步完善和优化，并且逐渐应用到各个领域。现如今，机器人技术已经成为世界各国研究和分析的重要领域，其发展水平能够直接体现一个国家的综合实力和发展水平。而谈到该技术，首先要正视世发达国家的领先水平。以美国为例，作为科技发展第一强国，其在机器人技术应用方面也处于尖端地位，不仅拥有世界第一个通用机器人这一专利，而且工业制造中第一个机器人也诞生于美国。现如今，机器人已经在世界各国、各行各业生产中被广泛应用，不仅有利于提高生产效率和生产水平，还能够解决一些人力和脑力无法解决的问题，成为建设现代化社会中的重要技术之一。与此同时，机器人技术的应用，也并非制造工业制造方面。还逐渐深入到人们实际生活中，其中汽车制造就广泛应用了工业机器人技术。可以看出，机器人制造技术为社会发展和人类生活带来了翻天覆地的变化，并且随着科学技术不断发展，该技术也会实现进一步的优化和突破。

3 工业机器人应用现状分析

3.1 铸件

汽车中包含多种工业配件，而铸件主要是将工程材料进行熔化，使其形成精度准确、质量良好的汽车配件。将机器人技术应用到铸件过程中，有利于提高铸件效率和铸件质量。具体来说，机器人通过3D打印技术，能够使材料在短时间内形成模具。并且由机器人技术制造出的配件不仅精度满足需求，还能够减少人力劳动。另外，在传统工程材料熔化过程中，熔化流程存在一定危险，会对操作人员人身安全造成一定威胁。而通过机器人完成此项操作，能够充分保证铸件操作的安全性和可靠性。

3.2 切割

在汽车制造过程中，切割机器人发挥着无可比拟的作用和功能，有利于充分提高汽车生产切割效率。尤其在科学技术不断推动下，阻尼控制系统应运而生，相对于传统机器人切割技术而言，不仅优化了定位功能，还完善了切割流程。使得汽车制造在切割过程中切削流越来越精细。

3.3 打磨与抛光

将工业机器人技术应用到汽车制造中，能够精确完成汽车铸造产品，并且完整去除多余的材料边缘。而传统人工打磨和抛光方式，不仅需要浪费大量的时间和精力，还无法充分保证产品精度。应用机器人技术能够充分弥补传统技术中的不足之处，其中材料去除率是机器人技术的重要功能之一，不仅适用于各种金属材料，还能够保证材料抛光表面光洁平整。

3.4 焊接

在汽车制造中，焊接技术的好坏能够直接影响汽车制造水平。然而，由于汽车制造过程中，材料强度、焊接方式、焊接速度等需求不尽相同，稍有不慎将会直接影响焊接质量。因此，在汽车材料焊接过程中，通过与编程机器人展开焊接工作，能够有效提高焊接水平和焊接效率。

4 智能制造时代工业机器人技术发展趋势

4.1 智能系统

随着科学技术不断发展，越来越多功能丰富、成本低廉的处理器和传感器应运而生，为机器人技术进一步优化和完善奠定了良好基础。在汽车制造过程中，一旦出现故障问题，机器人会及时通过感应作出相应的处理措施，并在联动配合下完操作内容。现阶段，专家和学者在研究机器人技术方面，将程序共享、信息互联作为主要研究内容，这也预示着在未来发展中，汽车制造能够实现机器人离线开发。并且相关软件也会越来越人性化。

4.2 智能执行器

在科技推动下，执行器也越来越智能。并且在传统位置编织器基础上，将制动器、放大器等设备集中到同一封装中。这也说明，在智能执行器未来发展中，集成电路可靠性会越来越高，并且尺寸也会越来越小。有利于为汽车产品布线提供便利，同时节约成本，为汽车制造业创造最大化经济效益。

4.3 智能传感器

智能传感器在汽车行业制造中发挥重要作用，通过传感器能够将汽车信号处理和电子器件的微机械传感器集中到一起，有利于在满足汽车制造需求的同时减少制造成本。

4.4 分布式控制

传统机器人控制柜在智能执行器和智能传感器广泛应用的同时，可能会逐渐淡出人们视线。而新兴机器人的智能化和处理能力，主要通过处理器体现。具体来说，机器人所有处理器都有其特殊功能，通过连接网络，机器人能够与智能系统设备视线共享，从而提高机器人系统性。可以看出，工业机器人技术主要是依靠网络、传感器以及只能执行器控制模块化功能，从而使机器人能够进行智能化操作。

5 工业机器人在汽车制造业中的应用

第一，应用到零部件搬运中。在汽车制造过程中，企业可以为机器人配备相应的搬运工具，使其能够更加高效、高水平完成搬运工作。例如：安装法兰盘抓放工具。有利于机器人在接受指令后可以及时将汽车零件搬运到指定位置。

第二，车体焊接工作。工业机器人在汽车车体焊接工作中发挥不可替代的作用，车体焊接工作通常有两种焊接模式，分别为电焊和弧焊。首先制造企业可以在焊接前编写一套完整的焊接程序，并将其融入机器人系统中，而后为机器人配备相应的工具，使其能够在自行操作下完成焊接工作。为避免事物发生，在进行电焊时可以为机器人系统安装智能传感器，使机器人在焊接过程中严格按照程序展开工作，保证焊接工作高质量完成。

第三，汽车喷漆和涂胶。工业机器人在汽车喷漆涂胶中发挥重要作用。首先，可以将喷漆程序制作成一套完整流程，并加入到机器人系统中，而后為机器人安装喷漆工具，使其按照流程展开喷漆工作。另外，喷漆工具可以结合不同车型进行变换。通过机器人喷漆，不仅能够提高喷漆效率和喷漆水平，还能够降低人工喷漆中存在的失误率。

6 工业机器人的应用前景展望

上世纪60年代左右，是机器人发展的鼎盛时期，也是在这一时期，美国获取了首个通用机器人专利。至1960年，美国柱坐标机器人诞生该机器人能够实现位置定点和控制轨迹的目标，是世界上第一台应用到工业生产中的机器人。结合机器人发展进程可以看出，在未来，机器人发展必然会向软件硬件融合、虚拟现实融合、人员机器融合方向发展。具体可以从以下几点分析：

第一，软件硬件融合。人工智能技术在实际应用过程中，需要以软件系统作为支撑，因此对于机器人技术而言，软件系统尤为重要。而构建工业数字化车间，从规划和布局进行分析，需要软件和硬件融合使用，只开发硬件远远不够，还要相关学者和转件在软件方面下苦工。由此可见，现阶段从事智能制造技术的工作人员，不仅需要具备较强的专业技术水平，还要掌握先进的机器人控制技术。

第二，虚拟现实融合。机器人技术并非独立形成，而是需要大量虚拟现实技术和仿真技术联合应用。因此，在机器人技术未来发展和应用中，专家和学者需要对虚拟现实技术融合使用进行深入分析。

第三，人员机器融合。机器人技术在未来发展过程中，需要业界人士深入思考，是否能够将人和机器相融合，使机器在替代人力劳动的同时具备独立意识和判断能力。

第四，并联混合机器人。传统机器人在制造过程中多为串联形式。随着科技不断发展，并联机器人也应运而生。串并联融合模式已经成为机器人未来发展必然方向，汽油是在于兼容性更强、控制空间更大。而这一发展模式，也为机器人实现未来发展目标指明了方向、奠定了基础。

7 结束语

综上所述，现代社会发展迅速，人们对汽车的需求量也逐渐提升，将智能制造技术和机器人技术应用到汽车制造中，已经成为汽车行业未来发展的必然趋势，本文通过分析智能技术和机器人技术在汽车行业具体应用进行详细分析，希望能够为促进汽车制造业稳定发展奠定良好基础。

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