許紅巖
摘要:隨著“工業4.0”“中國制造2025”“重點扶植7大戰略新興產業”的相繼提出和不斷深化,全球制造業正在向著數字化、集成化、智能化及綠色化方向發展,而“數字化智能制造”的主體就是工業機器人,工業機器人已在眾多領域得到了越來越廣泛的應用。本文闡述了工業機器人的定義和特征,并對工業機器人技術目前在我國社會各個經濟領域中的應有、影響和重要作用進行了簡要的分析和總述,并對我國的工業機器人發展的現狀及未來趨勢進行了簡單的介紹。
關鍵詞:工業人機器人技術;經濟影響;自主創新
隨著工業機器人技術的不斷發展,以及機器人智能化水平的不斷提高,工業機器人已在眾多領域得到了越來越廣泛的應用。這不僅提高了工業產品的生產效率、生產成本以及產品質量,也在很程度上促進了我國制造業的轉型升級。同時隨著中國人口紅利的消失,中國經濟發展步入“新常態”,制造業由“低端制造”向“高端制造”轉移等現象的出現,也增加了工業機器人的使用。
一、工業機器人的定義和特征
(一)工業機器人的定義
目前,工業機器人無論是技術發展上還是在應用的廣泛性上都是整個機器人家族中最成熟的一類機器人。然而,工業機器人卻沒有一個統一的定義,但世界各個國家的機器人協會對工業機器人的定義大體上是相同的。目前,國際上大都遵循國際標準化組織(ISO)所下的定義,ISO將工業機器人定義為: 一種能自動控制,可重復編程,多功能、多自由度的操作機,能搬運材料、工件或操持工具來完成各種作業。
(二)工業機器人的特征
一般來說,工業機器人和人相比的優點是顯而易見的,比如質量穩定,不會辭職,不介意危險、骯臟、乏味的工作等等。而從技術角度來說其最顯著的特點有以下幾個:
(1)可編程
工業機器人可編程,支持多自由度運動,可實現柔性自動化。因此,工業機器人應用較靈活,可隨著其工作環境或工業應用發生不太大改動時,實現再編程來滿足新的生產需求,并不需要大量投資到硬件的修改上。所以,其在柔性制造系統中是不可缺少的重要組成部分之一。
(2)通用性
除了工業自動化常見的專機(專為一類工業應用或一家客戶定制的工業機器人)外,一般常用的工業機器人在完成不同的加工作業任務時其通用性是較好的。很多情況下,只要更換工業機器人末端操作器(即所帶的抓手、夾具等)重新編程,便可實現不同的作業需求。
(3)人機合作
傳統的工業機器人都需要加裝安全圍欄,才會避免一些危險的發生,其主要原因是傳感器的集成應用比較少,但隨著智能化水平的提高,智能化機器人開始逐步出現,集成了多種類型的傳感器,如視覺傳感器、接觸覺傳感器、力覺傳感器、接近傳感器、負載傳感器等等,因此,最近比較受關注的工業機器人都以能安全地和人一起工作“為榮”。
(4)智能性
之所以將智能性放在最后一個特征來說,是因為目前市場上對這類工業機器人的需求量仍不是特別的迫切,很多企業為了減少成本的投入,還是選用傳統的工業機器人。但這并不意味著智能型工業機器人不重要,相反企業已經開始在這方面做技術投資了。在不久的將來,工業機器人的智能性會越來越高,其將成為新一代工業機器人的核心特征。
二、工業機器人技術對社會經濟的廣泛影響及其重要性
隨著“工業4.0”“中國制造2025”“重點扶植7大戰略新興產業”的相繼提出和不斷深化,全球制造業正在向著數字化、集成化、智能化及綠色化方向發展,而“數字化智能制造”的主體就是工業機器人。中國從2013年開始,取代了日本,成為了世界上最大的機器人市場,并已持續了7年,而以工業機器人為標志的智能制造則對中國產業升級產生深刻地影響。
(一)加速機器人市場化
隨著機器人市場同質化競爭的不斷加劇,相關機器人產品上市的頻率和上市時間的不斷加速,巨頭們就會不斷的加快推出新產品的速度,如果對機器人市場適應速度不夠,就意味著要失去這個市場。
(二)提高機器人定制化
隨著機器人智能化水平的提高,使用者對機器人的需求就會變得千差萬別,因此,機器人市場對個性化定制的需求就會越來越高,這就對制造商的個性化以及靈活性提出了更高的生產要求,因此,在這種情況下,這種柔性生產就離不開智能化、數字化和信息化的智能工業機器人來滿足越來越細分的市場。
(三)拓展新的應用領域
受到全球疫情的影響,加之國際貿易環境的惡化,全球經濟受到了很大沖擊,使各行各業都受到了很大影響,當今世界近50%的工業機器人集中使用在汽車及相關領域,因此,從深層次來看,機器人產業已經進入深度調整時期,拓展新的應用領域、提質增效成為產業健康發展的迫切需求。
三、工業機器人技術發展現狀和趨勢
當今各個國家都在不斷的在機器人領域進行創新,機器人研發水平最高的是日本、美國與歐洲,他們在發展工業機器人方面各有千秋。
從各國政府的動向就可以看出:機器人技術是全球范圍內重要的發展戰略方向和領域。而機器人在未來總體趨勢是,不斷從狹義的機器人概念轉向廣義的機器人技術概念;從傳統的工業機器人產業向智能化、定制化機器人技術產業發展。未來機器人結構會變得越來越靈巧,其控制系統會變得愈來愈小,其智能性也會變得越來越高。
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作者簡介:
許紅巖(1985—),女,吉林省長春市人,吉林省經濟管理干部學院助教,碩士,研究方向:自動化。