工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用

文/肖佳迪，貴州城市職業(yè)學(xué)院

1 前言

近年來，中國制造2025、德國工業(yè)4.0等振興工業(yè)的理念不斷被提出，由于國內(nèi)社會(huì)勞動(dòng)人口年齡逐年降低，制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和生產(chǎn)成本提高，國內(nèi)對制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級有著迫切需求。國內(nèi)開始進(jìn)入老齡化，出現(xiàn)的勞動(dòng)力短缺問題日益嚴(yán)重，故中國工業(yè)機(jī)器人逐漸受到重視，并開始飛速發(fā)展。現(xiàn)代化工廠綜合考慮各方面因素，開始用工業(yè)機(jī)器人代替人工，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用不僅可以降低工廠生產(chǎn)成本還可以提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也降低了安全事故的發(fā)生率。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用表明我國工業(yè)的智能制造水平正在不斷的提升，并且機(jī)器人技術(shù)對我國乃至世界的工業(yè)技術(shù)水平的提高也發(fā)揮著極其重要作用。

2 發(fā)展概況

2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

中國工業(yè)機(jī)器人市場發(fā)展迅猛，其年均增長率可達(dá)到40%，并能一直保持快速發(fā)展。這也意味著工業(yè)機(jī)器人在中國有著良好的市場發(fā)展前景。中國在2017年的工業(yè)機(jī)器人新增數(shù)量超過50000臺(tái)，這個(gè)數(shù)字位列全世界首位，這也使得中國的各行業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的自動(dòng)化水平不斷提高，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，近年來，我國工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造水平不斷提高。本地化率已超過80 %，國內(nèi)的許多企業(yè)已開始充分利用自己企業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人，比如富士康、京東等。雖然我國在工業(yè)機(jī)器人的使用和研究上仍落后于其他發(fā)達(dá)國家，但我國的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他國家。

2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人帶來的各項(xiàng)優(yōu)勢引起了世界范圍的廣泛重視。與國內(nèi)相比，國外對工業(yè)機(jī)器人的研究時(shí)間更長，應(yīng)用率更高，且技術(shù)相對更加成熟。目前，國外著名的工業(yè)機(jī)器人公司主要包括ABB、KUKA、FANUC、Yaskawa以及AdeptTechnology等。上述公司生產(chǎn)的機(jī)器人型號覆蓋范圍十分廣泛，按功能可分為點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等多個(gè)品種，能夠大量運(yùn)用在物流、工廠搬運(yùn)、車間組裝等方面。

目前，工業(yè)機(jī)器人最大的三家生產(chǎn)運(yùn)行國家為日本、美國和德國。日本作為最大的生產(chǎn)國家和第二大需求國，每年全球生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人一半來自于日本；美國在近年工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展方面保持穩(wěn)定的狀態(tài)，可靠的性能、全面的功能和較高的精準(zhǔn)度成為美國工業(yè)機(jī)器人的代名詞；德國在工業(yè)領(lǐng)域代表著世界頂尖技術(shù)，因其專業(yè)化、穩(wěn)定性強(qiáng)、高標(biāo)準(zhǔn)要求讓德國一直走在各國之前，現(xiàn)大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人，也讓德國的資本更加雄厚。

3 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

隨著科技的進(jìn)步和技術(shù)的完善，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也在快速擴(kuò)張。將工業(yè)機(jī)器人用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上，不僅提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)由于工業(yè)機(jī)器人的高精度優(yōu)勢也將產(chǎn)品質(zhì)量提升到更高的層次。如今工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用于以下幾方面：1）在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用。焊接機(jī)器人多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)可在空間自由角度內(nèi)任意調(diào)整焊槍的空間位置和姿態(tài)。在焊接工作期間，加工零件的運(yùn)輸和焊接都是通過機(jī)器人完成的，較人工而言，其效率和準(zhǔn)確率大大提升，成本也有所降低。2）工業(yè)機(jī)器人在物料搬運(yùn)領(lǐng)域的應(yīng)用。物料搬運(yùn)機(jī)器人是在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用最多的一種，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高速度、高靈活度的工廠物料搬運(yùn)要求，將人們從沉重單一的搬運(yùn)工作中解放，3）在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境和高危環(huán)境下工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用。在工廠生產(chǎn)過程中，有許多危險(xiǎn)系數(shù)較高的流程，如大型工件的拆卸、安裝、熱加工等，如用人工操作，人員的安全和健康難以保證，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人則可有效的解決這一類問題。

4 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢

在制造行業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在“高效率”、“高精準(zhǔn)”以及“自動(dòng)化”三個(gè)方面，今后隨著科技的進(jìn)步和技術(shù)的提升，工業(yè)機(jī)器人將向著智能化、微型化、仿生化發(fā)展：1）智能化：隨著AI技術(shù)的日漸成熟，全球范圍內(nèi)興起了智能化的浪潮，今后的工業(yè)機(jī)器人將不僅僅在體力方面代替人，進(jìn)而發(fā)展到能夠自主通過視覺、感官、邏輯運(yùn)算、自主學(xué)習(xí)等技術(shù)達(dá)到智力上代替人，其最終目標(biāo)將是無限接近于人，實(shí)現(xiàn)在真正意義上的無人工廠。2）微型化：未來機(jī)器人的發(fā)展將會(huì)朝著微型化發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人也不例外，微型工業(yè)機(jī)器人將依靠體型和數(shù)量在未來高效率高節(jié)奏的工業(yè)生產(chǎn)中，從成本和效率及更多方面上有更優(yōu)異的表現(xiàn)。3）仿生化：自然界中許多動(dòng)物植物經(jīng)過千百年的進(jìn)化，演變出了適合生存的獨(dú)特的生理結(jié)構(gòu)，仿生工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)，將這些獨(dú)特結(jié)構(gòu)和技巧運(yùn)動(dòng)到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，對人類的進(jìn)步和發(fā)展起著巨大的促進(jìn)作用，仿生機(jī)器人在未來的發(fā)展將不可估量。

5 結(jié)論

現(xiàn)階段，國內(nèi)許多企業(yè)和單位在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及工業(yè)機(jī)器人方面投入了大量的資金和精力進(jìn)行研究。以德國、美國等為代表的發(fā)達(dá)國家也試圖通過工業(yè)機(jī)器人的道路讓其傳統(tǒng)制造業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展，來解決國內(nèi)勞動(dòng)壁壘問題，并且希望通過工業(yè)機(jī)器人結(jié)合原有的工業(yè)基礎(chǔ)重新奪取制造業(yè)的主導(dǎo)地位。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，工業(yè)機(jī)器人將成為未來工業(yè)制造的中堅(jiān)力量，并將廣泛運(yùn)用于生活中的各個(gè)行業(yè)。