工业机器人在智能制造中的应用研究

2020-11-27姜楠王海辉

商品与质量 2020年15期

姜楠王海辉

沈阳慧远自动化设备有限公司辽宁沈阳 110000

工业机器人是一种面向工业领域能够依照预设程序自动执行工作的机器装置，它有着多关节自由灵活的机械手，可依靠自身动力和控制能力来实现工业生产操作，具有安全、高效、自动化的优势，被广泛应用于智能制造领域。由于科学技术上的差距，目前我国智能领域在工业机器人应用上与西方发达国家仍存在不小的差距，明确问题所在，提出解决方案，对于智能制造行业的可持续发展有着积极意义。

1 工业机器人相关概述

机器人是工业智能化发展的一项重要举措，通过软件程序植入，使其能够效仿人类的思维、行动，从而完成高风险、高精度的操作，这也预示着人工智能化的到来。从当前社会发展来看，机器人的应用范围不断扩大，从最早的工业生产，已经涉及到仓储物流、家居智能等多个方面。以工业生产为例，在生产中经常出现人为操作失误或者安全事故，特别是针对一些风险系数较高的加工行业，而机器人的应用完全化解了这一困境。机器人在应用主要具有以下特征：第一，大脑，我们都知道大脑是支配与调节身体机能的重要保障，机器人的大脑是指自动控制程序，通过相关的参数设置与指令发送，引导机器人各项工作。第二，身体，也就是机器人所具有的结构形态，不同行业机器人身体部位也存在很大差异。第三，动作能力，这也是工业机器人进行工作的关键所在。当前工业领域中机器人的应用主要以多关节机械手或自由度机械装置为主。而移动机器人最早得利于电子商务的迅速发展，在仓储物流货物分拣、搬运等方面发挥了一定的价值，在后续创新与完善下之间应用到一些地处偏僻、辐射较大、不利于人工操作的变电站所的相关工作中[1]。

2 工业机器人在智能制造中的应用现状

由于工业机器人的技术优势，它被大量投入到智能制造中，应用于柔性生产线、恶劣生产环境及重复枯燥作业中，有效地降低了生产风险，提升了工业资源利用率，改善了劳动生产环节，实现了智能制造在生产安全与经济效益上的双丰收。在国外，工业机器人的技术水平较高，存在ABB、Fanuc、KUKA、YASKAWA 等多家国际知名的工业机器人公司，这些公司生产出了可从事“焊接”“货物搬运”“零件组装”等多种行业的工业机器人，比如说“点焊机器人” “分配机器人”“装配机器人”。而在国内，工业机器人的技术成熟度仍然比较低，国产机器人精度及性能偏低，相关专业技术人才储备不足，虽然在汽车制造、电子电器生产及工程机械等领域，已经投入大量工业机器人，其应用率不断增长，取得了一定成果，但是需要改进的地方也有很多[2]。

3 工业机器人在智能制造中的应用分析

3.1 工业机器人在液晶面板行业的应用

工业机器人在液晶板面的应用为工业智能化自动控制系统提供了有力的支持，能够满足自动化工厂需求，以液晶面板和半导体行业为例，液晶面板行业会用BC 系统操作机器人手臂进行取片放片等工作，也叫FabAuto 系统，该系统是以计算机为基础的工业智能自动化控制系统，能够进行信息传输、信息收集、流程控制等工作，从多方面满足工厂自动化作业的需求，降低传统人工操作下的误差风险。从当前来看FabAuto 系统应用有着良好的发展空间，能够根据需求调整自动化参数，通过半自动、全自动两种模式提高机器人集成化的应用水平，推动了我国自动化工厂设备的高效、智能化发展，是当前智能制造领域非常先进的一种自动化技术[3]。

3.2 打磨和抛光

智能制造下为了保证产品的质量往往需要进行相应的打磨和抛光作业，传统人工操作在这方面消耗的时间较长、工作量大，采用工业机器人通过自动化技术剔除多余的边缘，提高打磨抛光的水平，满足铸造产品的质量要求。除此之外，工业机器人在水利领域也有着较高的应用。打磨与抛光工艺不仅要求严格，同时也面临诸多安全风险，人为操作容易导致安全事故，应用工业机器人不仅能够降低成本，还能够减少由此产生的安全问题。

3.3 焊接

焊接领域的应用是智能制造的一个重要区域，焊接所涉及的内容较多，在工业生产的各个方面都着广泛的应用与价值体现。在进行焊接过程中需要按照准确的路径控制好焊料速度，确保每个焊接区域焊料数量比率、表面质量能够符合标准要求。焊接机器人在应用中较多的采用蚁群与遗传算法，通过科学的分析判断保证焊接机器人作业调度的合理性，针对焊接过程中存在的问题实现进步优化与控制[4]。

4 工业机器人的发展策略

第一，加强人才培养，工业机器人的应用虽然能够缓解劳动压力、降低人工成本，但仍旧需要人才的支撑，为了促进工业机器人的发展，国家应该重视这方面人才的培养，在相关专业建设上投入更多的资金经费，保证工业机器人设计研发的可持续发展。其次，重视自我研发，由于我国工业机器人发展缓慢，诸多先进技术都来源于国外，而这些技术在我国工业生产环境下存在较多问题，这就需要结合本国工业实际情况，在应用功能上、性能、系统集成等多方面不断创新，推广国产工业机器人的利用率，为工业机器人在智能制造领域的应用提供更有力的支持。最后，全面优化工业机器人性能，针对机器人功能单一的现象加强设计方案的优化，扩宽产品性能，增加智能化识别功能，从多方面完善工业机器人的整体性能[5]。