工業機器人技術在機械工程中的應用研究

【摘 要】工業機器人是一種特殊的機器人品類，指的是在工業領域中能夠通過自動化的方式自主執行工作任務的一種機器人裝置。工業機器人可以模仿人類的操作，自動地進行工業加工、編碼以及機械控制等操作，和人工最大的區別是，它可以不間斷地完成人工操作，并且更加精確有效地處理數據，完成工作任務，其精度以及準確度遠超過人工，而且人力、物力成本大大降低。工業機器人技術被廣泛應用于機械工程制造業中，不僅能提高工業產品的生產效率，同時也能保障產品質量.

【關鍵詞】工業機器人技術;機械工程;應用;

引言

現代社會的各個領域中，機器人的運用已經相當普遍，早在20世紀末機器人的概念就已經被提出，并在21世紀實現了這個構想。現在，機器人已經普遍存在于人類的生產生活當中，從最普通的家庭掃地機器人，到運用于工業領域內的可以自動識別分類的智能化機器人，再到被運用于重工業領域中的重型智能機器人等，都已經從最開始的人類設想階段轉化為現有的生產力，在應用領域都產生了極大的作用.

1工業機器人技術分析

工業機器人主要面向于工業領域中多關節機械手以及多自由度機械裝置，通過PLC控制技術可以自動執行各設定動作，通過自身動力以及控制能力來完成各種基礎功能的一種機器。簡單來講，工業機器人各執行動作的完成，是以計算機技術作為支持，根據生產需求發出類似人類的行為指令，有序的完成各項動作操作。常見的工業機器人如直角坐標機器人、Delta機器人、SCARA機器人、4自由度標準工業機器人以及6自由度標準工業機器人等，可完成搬運、焊接、噴漆、切割測量等操作。以搬運機器人為例，通過計算機實現運行控制，完善行動、多傳感器控制以及自動導航等功能，目前該類機器人已經在速度、可靠性以及精度等方面取得了顯著的研究效果。可滿足食品、電子、醫藥等企業生產中柔性搬運、輸送等要求，尤其是在快遞行業中的應用，可作為主要的物品分揀運輸工具。工業機器人組成包括主體、驅動系統以及控制系統三部分。主體包括機座與執行機構兩部分，如臀部、手部、腕部，部分機器人還設計有行走機構。目前所設計應用的工業機器人多數具有3～6個運動自由度，且腕部基本上會存在1～3個運動自由度。驅動系統分為動力裝置與傳動裝置，負責各執行機構可以完成設定的動作。控制系統為核心部分，以設定好的程序為依據，針對驅動系統和執行機構發出指令信號，并控制其可靠執行.

2工業機器人技術特點

第一，機器人在移動過程中對于參照物的選擇是和人類的感官選擇不一樣的，機器人本身缺乏對于外部環境的探索并將信息進行集中處理的能力，這樣機器人無論是完成任何任務，都是依照計算機編程人員的設定程序來選擇移動的參照物進行運動，并且是嚴格地依照編程人員事先設定的移動坐標進行軌跡運動，同時按照編程設定的路線進行日常工作的。這就是說想要讓機器人完成既定的工作任務，就要事先對機器人的運行線路和行動軌跡進行程序編寫。第二，機器人的特點決定了其缺乏和外界進行溝通的能力和方法。這是機器人與人類的最根本的區別所在，所以在對機器人進行工作分配的時候，沒有辦法像人類之間一樣互相溝通。這其中所產生的交流問題亟待解決，當前人類與機器人的溝通主要是依靠計算機代碼以及編程語言來實現，借助于計算機代碼的方式向機器人傳達任務、發出工作指令，讓機器人可以對人類的工作要求更為明確，進而更好地完成人類需要機器人進行的工作任務，最終實現人類對于機器人的全面了解和細致掌控。

3我國工業機器人技術在機械工程中的具體應用

工業機器人技術可以代替人力完成部分工作，比如在危險、有害、高溫、低溫等有害的環境中作業，還可以代替人力完成一系列繁雜的工作，避免重復的勞動成本，提高生產效率的同時，還能夠保證機械生產出的產品質量，實現機械工程的自動化，保障生產力。

3.1能重復單一煩瑣的工作

在機械工程領域，有許多極為煩瑣且單一的機械性工作。如今是一個人力、物力成本都十分昂貴的社會，如果所有機械性的工作都由人工完成，將嚴重浪費社會資源，而且生產效率和生產質量也不高，工業機器人技術的應用則能很好地解決這個問題。隨著科學技術的不斷發展，工業機器人技術的精度越來越高，生產效率也越來越高。早期的工業機器人技術在機械工程中主要是應用于機床、下料，點焊、噴漆等方面，電機制造、汽車制造、通用機械制造以及金屬加工等制造方面也應用廣泛。因此，工業機器人在機械工程領域的作用越來越廣泛，扮演著十分重要的角色。

3.2實現運動控制

機器人的運動控制是機器人進行自我移動的一項重要能力，對于機器人的運動控制也是其完成既定工作的最為基礎的要求。通過對機器人的運動進行精準控制，可以更好地促進系統自動化的控制模式，可以實現對于機器人自身形狀的變化、自身速度的調整和機器人自身機械部件輔助工作的完成控制，以更好地實現機器人完成自身工作的質量和效率，讓機器人可以依照人類事先設定好的程序來完成自身工作。

3.3可在惡劣環境下作業

很多生產車間環境條件極為復雜，如高溫環境、低溫環境以及其他有害環境，人們很難在這樣的機械工程生產環境中長時間地工作，因此工業機器人技術能夠在這樣的生產條件中起到十分重要的作用。另外，工業機器人技術也在有安全隱患的生產車間中得到了應用，比如核工廠設備的檢修機器人;核工業上的沸騰水式反應堆燃料交換機器人。因此，工業機器人技術的應用為機械工程的發展起到了十分重要的作用。

結束語

隨著我國經濟以及科技的發展進步，我國工業機器人技術有了一個很大的提升，并且在機械工程領域得到了越來越多的應用，已經成為我國制造業的一個十分重要的組成部分。同時，我國工業機器人技術的發展逐漸趨于成熟化、體系化，工業機器人技術也將會在機械工程領域得到更加廣泛的應用，未來要大力培養全方位、綜合能力強的創新性人才，為我國機械工程的建設貢獻力量。

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作者簡介：

李夢雨，女，山東省濱州市，漢族，2001年4月5日，在讀專科。

（作者單位：山東交通職業學院）