工業機器人技術在機械工程中的應用研究

路宇成

【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;工業加工

1未來發展趨勢

隨著生產工藝的不斷發展，人們在大幅提高工業生產效率及質量的同時，對工業機器人的使用功能與性能也提出了更為嚴格的要求，早期所研制的工業機器人難以滿足實際工業生產需求。在這一時代背景下，相關企業紛紛加大對工業機器人技術的研發力度，將高精度化、智能化、自動化作為工業機器人的未來發展趨勢。1）一體化將工業機器人制造技術范圍涵蓋精密化、智能化、柔性化等方面，將多項使用功能集成為一體，致力于全面提高工業機器人品質、產量并減少成本。2）智能化運用人工智能技術構建專家知識庫，要求工業機器人模擬人類思維方式來解決工業生產期間出現的問題，在無人工干預前提下自動做出并實施正確決策，如自動設定和優化軌跡路徑，滿足精細化加工和柔性生產需求。3）全自動化在生產線上配置多種類工業機器人和配套自動化設備，由工業機器人替代各人工崗位，實現全自動化生產目標。同時，憑借工業機器人較高的智能化程度以及機器人控制與通信技術的創新優化，將工業機器人個體控制模式轉換為相互聯網的協同控制模式。

2工業機器人技術在機械工程中的應用

2.1沖壓工業機器人在汽車、電氣設備等制造業的運用

利用工業機器人和沖壓設備共同構建沖壓自動生產線，采用工業機器人沖壓生產線完成機械部件、設備的制造、組裝，該模式功能強大、操作簡便，實用性較高。同時，可采用壓鑄型工業機器人生產機械零部件，如安排一位專業技術人員對數臺工業機器人進行管理、操作。隨著科學技術的發展，鑄造機器人技術開始和機床技術巧妙融合，并衍生了熱模鍛與輥鍛工業機器人，這兩種機器人可以完成機械制造壓鑄各項操作任務，避免了人工操作的安全風險，且精度高、實用性較強。

2.2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。

2.3縫紉機器人

在傳統縫紉生產模式中，縫紉過程較為復雜精密，對工作人員的專業素養有著極高要求，需要企業投入大量的人力資源，導致縫紉成本居高不下。應用新型縫紉機器人的過程中，所配置工業機器人具有精準定位、環境感知等功能，可以在極短時間內識別縫紉位置，控制末端執行器完成移動布料等作業，完成自動化生產目標。此外，隨著科技水平的不斷提高，3D打印技術在縫紉機器人方面得到廣泛應用。例如，我國中船重工716所聯合寧波慈星公司研制的3D縫紉機器人，在汽車內飾生產領域得到應用普及，可以對汽車內飾皮革開展空間自動化縫紉作業，取得了良好的縫合效果。

2.4機械制造業搬運工作中對工業機器人的運用

機械制造業在組織產品的制造、加工、組裝等過程中，需要在工廠內部搬運、擺放大量的原材料、工件等，若選用人工操作，則耗時耗力耗財，而且在特種物件搬運中還容易產生安全危險。因此，引入工業機器人負責搬運工作后，可安排工業機器人完成上下料作業、高溫鍛造件裝卸作業、沖壓機塑件取卸作業、堆料碼垛作業等。通過運用工業機器人替代人工搬運活動的形式，有助于降低工人勞動強度、減少管理成本、提高機械制造生產安全性及生產效率等。

3工業機器人技術在機械工程領域的發展趨勢

隨著工業機器人技術在機械工程中的不斷應用，機械工程的生產會朝著一個更加先進、便捷的方向發展。隨著科學技術水平的不斷提高，工業機器人技術趨于創新化、高科技化，也從最初的單一化工作轉變為多元化互聯的一個狀態，并滲入多個行業中，為機械工程的發展提供更多的可能。在加強應用工業機器人技術的同時，也要多培養全面型人才，為工業機器人技術的發展提供助力。

結語

隨著機器人技術的快速發展，國內工業機器人安裝數量急劇增長，其在機械加工領域也得到了廣泛的應用。工業機器人具有成本低、自動化程度高、柔性好、安裝空間小等優點，可加工機械零部件、大型型材、復雜模型以及雕刻加工等等，同時利用數控領域的相對較成熟的CNC技術，機器人機械加工將成為工業機器人加工的一個簡便和必然選擇，在軟件編程、加工應用等方面亦得到了一定的發展。工業機器人與機械制造技術相結合改變了機械加工的格局，尤其是CNC上下料幾乎可以應用到各行各業的加工制造中。在不斷試驗中發現，工業機器人的使用具有操作簡單、生產步驟可以優化、加工工件的質量高等優點，同時減少了人工成本，降低了操作者的勞動強度，將操作者從單一、繁瑣的工作環境中解救出來。作為制造企業，擁有工業機器人生產線不僅提升加工手段，提高產品質量，增加企業競爭力，而且能創造巨大的經濟效益。

參考文獻：

[1]駱敏舟，方健，趙江海.工業機器人的技術發展及其應用[J].機械制造與自動化，2015，44（1）：1-4.

[2]計時鳴，黃希歡.工業機器人技術的發展與應用綜述[J].機電工程，2015，32（1）：1-13.

[3]朱劍芳.我國工業機器人技術現狀及產業化發展研究[J].南方農機，2019，50（1）：10.

[4]張玉山.工業機器人技術現狀及產業化發展[J].設備管理與維修，2019（12）：38-39.

（作者單位：大連優聯智能裝備股份有限公司）