浅谈工业机器人在现代生产中的应用

王锐斌

摘 要：本文分析了工业机器人的结构，并对其在现代生产中的典型应用进行了探讨。当前，机器人的设计和制造日趋智能化和人性化，类型亦更加多样化。在现代生产中应用机器人，能够降低企业的人力成本开支，提升工作效率，改善工作场所安全，并促进产品质量的提升。

关键词：工业机器人 现代生产 应用

中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1003-9082（2019）09-0-01

一、引言

机器人产生于上个世纪六十年代，工业已经过了半个多世纪的技术发展。由于技术不断进步，被大量应用在工业生产、航空航天等诸多行业中。特别是对于危险程度较高、环境污染严重、强体力劳动、精细程度较高的领域而言，应用机器人能够降低人力成本，改善企业的生产效率，创造安全的工作场所环境，并改进产品质量。目前，按照机器人的应用特征，我们可以将之分为工业机器人与服务机器人两种类型。前者更为多样化，包括搬运、焊接、喷涂等不同类型。本文分析了工业机器人的结构，并对其在现代生产中的典型应用进行了探讨。

二、工业机器人的结构

一般情形下，工业机器人的机构由传感部分、机械部分和控制部分所构成，具体分为六个子系统。

1.机械结构系统

就机械结构而言，我们可以将工业机器人划分为并联式和串联式。前者的一个轴在运行过程中，其它轴的坐标原点并不会产生变化;而后者的轴和轴相互间则会产生影响[1]。过去大部分工业机器人在设计时使用的是串联方式，但随着技术的发展，愈来愈多的设计改用了并联方式，以避免串联式的不足。采用这一方式进行设计，机器人刚度较强，而且结构更为稳定可靠，在运行中可以承受更大的负荷，其微动精度也更高。

2.感知系统

工业机器人的感知实现主要依靠视觉伺服系统。借助该系统的反馈，能够为机器人位置状态的调整提供前提条件。而且，这一系统还可以运用在工件识别、产品质量检测、食品包装等领域。该系统主要由两方面构成，即外部传感器模块以及内部传感器模块。借助这两个模块，我们可以提高机器人的智能化程度以及行动能力，并获取人类难以感受的一些信息。

3.机器人-环境交互系统

这一系统所承担的任务是实现外部设备和机器人之间的联系，通过该系统的应用，我们可以将机器人和外部设备组成实现特定功能的单元[2]。在机器人使用中，若干外部设备和机器人组成一个功能单元，以完成装配、焊接等专门任务，或多台机器人组成具有特定功能的复杂单元，来进行特定的工作。

4.驱动系统

该系统的功能是为机器人的机械机构提供动力。由于不同类型机器人的动力来源存在差异，因而对应的驱动传动方式亦各不相同。目前，实践中所使用的驱动系统包括以下几类：机械式、电气式、气压式和液压式。

5.控制系统

这一系统是机器人架构的重要构成之一，可以按照具体的工作指示以及传感器所传输的信号，使机器人实现预定的功能或活动。我们通常将这一系统分为三类：人工智能控制系统、适应性控制系统和程序性控制系统。若我们根据控制运动形式来区分，还可以分为连续轨迹控制以及点位控制等类型。

6.人机交互系统

电脑的终端、显示器等设备都属于人机交换系统的组成部分，是人类对机器人进行有效操控以及实现人机之间互动的主要手段。

三、工业机器人在现代生产中的典型应用

当前，工业机器人被广泛应用在我国制造业中，特别是在电子、汽车等领域。按照现有的统计，电子行业使用机器人的比例占到百分之二十，而汽车制造业的比例则达到百分之四十[3]。另外，在冶金、航空制造以及橡胶塑料等行业也在一定程度上使用机器人。在工业生产中，目前使用的机器人主要有搬运机器人、焊接机器人以及装配机器人等类型。

1.搬运机器人的应用

该类型的机器人是由计算机进行控制，具备行动、多传感器控制以及自动导航的功能。由于技术的进步，这一类机器人在速度、可靠性、精度等方面都有了显著提高。因而，此类机器人被大量使用在电子、食品、医药等企业的柔性搬运、输送等工作中。而且，随着我国快递业的不断发展，此类机器人在物品分拣中往往也被作为运输工具使用。

2.喷涂机器人的应用

此类机器人一般在家具制造、汽车制造等行业应用。由于喷涂技术对人类身体会造成不良影响，而且这些行业的劳动强度较大，使用人力的成本较高。而此类机器人的劳动效率较高，而且不受喷涂危害的影响。目前，关节型喷涂机器人在制造时运用的是密封设计，因而运行较以往更为灵活，非常适合于需要复杂运行的操作。

3.焊接机器人的应用

这类机器人的功能主要是代替焊接工人完成焊接工作。此类机器人在运行时十分平稳，其工作完成质量甚至高于熟练工人。通常情况下，对此类机器人的最低功能要求是在0.3秒内应当完成点焊工作，因而适合在汽车制造、机械制造等领域应用，可以大幅提高工作效率。目前，不少汽车制造企业的整车焊接均由此类机器人进行，已经取代了传统的人工方式。将来，在我国制造行业的发展过程中，随着人工智能的应用，焊接的柔性化、智能化将成为重要趋势。

4.Robot Studio 软件应用

该软件是实践中常用的机器人仿真软件，能够在电脑上实现虚拟机器人的制作，为使用者在离线编程工作中提供依据，以提升机器人的制造效率。借助这一软件，我们还可以编制出更为先进的机器人程序，当前其在机器人制造中运用较多。使用这一软件设计机器人系统时一般采用下列方式：第一，使用离线方式，借助系统生成器建立机器人系统。第二，使用工作站建立机器人系统。用户先要创建新的工作站，并在ABB模型库中加入自己所要应用的相应型号的机器人，然后再按照相关布局建立机器人系统。

四、结语

當前，工业机器人的技术不断发展，被广泛应用在诸多工业领域，机器人的设计和制造日趋智能化和人性化。在现代生产中应用机器人，能够降低企业的人力成本开支，提升工作效率，改善工作场所安全，并促进产品质量的提升。

参考文献

[1]杨代明.探讨工业机器人在现代生产中的应用[J].科技展望. 2017（6）：87-88.

[2]汪永超，唐浩.工业机器人在制造业中的应用[J].科技风. 2016（7）：69-70.

[3]范杨.工业机器人的技术发展及其应用[J].现代制造技术与设备. 2017（3）：42-43.