工业机器人技术在机械工程中的应用研究

路宇成

【摘 要】工业机器人是一种特殊的机器人品类，指的是在工业领域中能够通过自动化的方式自主执行工作任务的一种机器人装置。工业机器人可以模仿人类的操作，自动地进行工业加工、编码以及机械控制等操作，和人工最大的区别是，它可以不间断地完成人工操作，并且更加精确有效地处理数据，完成工作任务，其精度以及准确度远超过人工，而且人力、物力成本大大降低。工业机器人技术被广泛应用于机械工程制造业中，不仅能提高工业产品的生产效率，同时也能保障产品质量。

【关键词】工业机器人技术;机械工程;工业加工

1未来发展趋势

随着生产工艺的不断发展，人们在大幅提高工业生产效率及质量的同时，对工业机器人的使用功能与性能也提出了更为严格的要求，早期所研制的工业机器人难以满足实际工业生产需求。在这一时代背景下，相关企业纷纷加大对工业机器人技术的研发力度，将高精度化、智能化、自动化作为工业机器人的未来发展趋势。1）一体化将工业机器人制造技术范围涵盖精密化、智能化、柔性化等方面，将多项使用功能集成为一体，致力于全面提高工业机器人品质、产量并减少成本。2）智能化运用人工智能技术构建专家知识库，要求工业机器人模拟人类思维方式来解决工业生产期间出现的问题，在无人工干预前提下自动做出并实施正确决策，如自动设定和优化轨迹路径，满足精细化加工和柔性生产需求。3）全自动化在生产线上配置多种类工业机器人和配套自动化设备，由工业机器人替代各人工岗位，实现全自动化生产目标。同时，凭借工业机器人较高的智能化程度以及机器人控制与通信技术的创新优化，将工业机器人个体控制模式转换为相互联网的协同控制模式。

2工业机器人技术在机械工程中的应用

2.1冲压工业机器人在汽车、电气设备等制造业的运用

利用工业机器人和冲压设备共同构建冲压自动生产线，采用工业机器人冲压生产线完成机械部件、设备的制造、组装，该模式功能强大、操作简便，实用性较高。同时，可采用压铸型工业机器人生产机械零部件，如安排一位专业技术人员对数台工业机器人进行管理、操作。随着科学技术的发展，铸造机器人技术开始和机床技术巧妙融合，并衍生了热模锻与辊锻工业机器人，这两种机器人可以完成机械制造压铸各项操作任务，避免了人工操作的安全风险，且精度高、实用性较强。

2.2能重复单一烦琐的工作

在机械工程领域，有许多极为烦琐且单一的机械性工作。如今是一个人力、物力成本都十分昂贵的社会，如果所有机械性的工作都由人工完成，将严重浪费社会资源，而且生产效率和生产质量也不高，工业机器人技术的应用则能很好地解决这个问题。随着科学技术的不断发展，工业机器人技术的精度越来越高，生产效率也越来越高。早期的工业机器人技术在机械工程中主要是应用于机床、下料，点焊、喷漆等方面，电机制造、汽车制造、通用机械制造以及金属加工等制造方面也应用广泛。因此，工业机器人在机械工程领域的作用越来越广泛，扮演着十分重要的角色。

2.3缝纫机器人

在传统缝纫生产模式中，缝纫过程较为复杂精密，对工作人员的专业素养有着极高要求，需要企业投入大量的人力资源，导致缝纫成本居高不下。应用新型缝纫机器人的过程中，所配置工业机器人具有精准定位、环境感知等功能，可以在极短时间内识别缝纫位置，控制末端执行器完成移动布料等作业，完成自动化生产目标。此外，随着科技水平的不断提高，3D打印技术在缝纫机器人方面得到广泛应用。例如，我国中船重工716所联合宁波慈星公司研制的3D缝纫机器人，在汽车内饰生产领域得到应用普及，可以对汽车内饰皮革开展空间自动化缝纫作业，取得了良好的缝合效果。

2.4机械制造业搬运工作中对工业机器人的运用

機械制造业在组织产品的制造、加工、组装等过程中，需要在工厂内部搬运、摆放大量的原材料、工件等，若选用人工操作，则耗时耗力耗财，而且在特种物件搬运中还容易产生安全危险。因此，引入工业机器人负责搬运工作后，可安排工业机器人完成上下料作业、高温锻造件装卸作业、冲压机塑件取卸作业、堆料码垛作业等。通过运用工业机器人替代人工搬运活动的形式，有助于降低工人劳动强度、减少管理成本、提高机械制造生产安全性及生产效率等。

3工业机器人技术在机械工程领域的发展趋势

随着工业机器人技术在机械工程中的不断应用，机械工程的生产会朝着一个更加先进、便捷的方向发展。随着科学技术水平的不断提高，工业机器人技术趋于创新化、高科技化，也从最初的单一化工作转变为多元化互联的一个状态，并渗入多个行业中，为机械工程的发展提供更多的可能。在加强应用工业机器人技术的同时，也要多培养全面型人才，为工业机器人技术的发展提供助力。

结语

随着机器人技术的快速发展，国内工业机器人安装数量急剧增长，其在机械加工领域也得到了广泛的应用。工业机器人具有成本低、自动化程度高、柔性好、安装空间小等优点，可加工机械零部件、大型型材、复杂模型以及雕刻加工等等，同时利用数控领域的相对较成熟的CNC技术，机器人机械加工将成为工业机器人加工的一个简便和必然选择，在软件编程、加工应用等方面亦得到了一定的发展。工业机器人与机械制造技术相结合改变了机械加工的格局，尤其是CNC上下料几乎可以应用到各行各业的加工制造中。在不断试验中发现，工业机器人的使用具有操作简单、生产步骤可以优化、加工工件的质量高等优点，同时减少了人工成本，降低了操作者的劳动强度，将操作者从单一、繁琐的工作环境中解救出来。作为制造企业，拥有工业机器人生产线不仅提升加工手段，提高产品质量，增加企业竞争力，而且能创造巨大的经济效益。

参考文献：

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（作者单位：大连优联智能装备股份有限公司）