许红岩
摘要:随着“工业4.0”“中国制造2025”“重点扶植7大战略新兴产业”的相继提出和不断深化,全球制造业正在向着数字化、集成化、智能化及绿色化方向发展,而“数字化智能制造”的主体就是工业机器人,工业机器人已在众多领域得到了越来越广泛的应用。本文阐述了工业机器人的定义和特征,并对工业机器人技术目前在我国社会各个经济领域中的应有、影响和重要作用进行了简要的分析和总述,并对我国的工业机器人发展的现状及未来趋势进行了简单的介绍。
关键词:工业人机器人技术;经济影响;自主创新
随着工业机器人技术的不断发展,以及機器人智能化水平的不断提高,工业机器人已在众多领域得到了越来越广泛的应用。这不仅提高了工业产品的生产效率、生产成本以及产品质量,也在很程度上促进了我国制造业的转型升级。同时随着中国人口红利的消失,中国经济发展步入“新常态”,制造业由“低端制造”向“高端制造”转移等现象的出现,也增加了工业机器人的使用。
一、工业机器人的定义和特征
(一)工业机器人的定义
目前,工业机器人无论是技术发展上还是在应用的广泛性上都是整个机器人家族中最成熟的一类机器人。然而,工业机器人却没有一个统一的定义,但世界各个国家的机器人协会对工业机器人的定义大体上是相同的。目前,国际上大都遵循国际标准化组织(ISO)所下的定义,ISO将工业机器人定义为: 一种能自动控制,可重复编程,多功能、多自由度的操作机,能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业。
(二)工业机器人的特征
一般来说,工业机器人和人相比的优点是显而易见的,比如质量稳定,不会辞职,不介意危险、肮脏、乏味的工作等等。而从技术角度来说其最显著的特点有以下几个:
(1)可编程
工业机器人可编程,支持多自由度运动,可实现柔性自动化。因此,工业机器人应用较灵活,可随着其工作环境或工业应用发生不太大改动时,实现再编程来满足新的生产需求,并不需要大量投资到硬件的修改上。所以,其在柔性制造系统中是不可缺少的重要组成部分之一。
(2)通用性
除了工业自动化常见的专机(专为一类工业应用或一家客户定制的工业机器人)外,一般常用的工业机器人在完成不同的加工作业任务时其通用性是较好的。很多情况下,只要更换工业机器人末端操作器(即所带的抓手、夹具等)重新编程,便可实现不同的作业需求。
(3)人机合作
传统的工业机器人都需要加装安全围栏,才会避免一些危险的发生,其主要原因是传感器的集成应用比较少,但随着智能化水平的提高,智能化机器人开始逐步出现,集成了多种类型的传感器,如视觉传感器、接触觉传感器、力觉传感器、接近传感器、负载传感器等等,因此,最近比较受关注的工业机器人都以能安全地和人一起工作“为荣”。
(4)智能性
之所以将智能性放在最后一个特征来说,是因为目前市场上对这类工业机器人的需求量仍不是特别的迫切,很多企业为了减少成本的投入,还是选用传统的工业机器人。但这并不意味着智能型工业机器人不重要,相反企业已经开始在这方面做技术投资了。在不久的将来,工业机器人的智能性会越来越高,其将成为新一代工业机器人的核心特征。
二、工业机器人技术对社会经济的广泛影响及其重要性
随着“工业4.0”“中国制造2025”“重点扶植7大战略新兴产业”的相继提出和不断深化,全球制造业正在向着数字化、集成化、智能化及绿色化方向发展,而“数字化智能制造”的主体就是工业机器人。中国从2013年开始,取代了日本,成为了世界上最大的机器人市场,并已持续了7年,而以工业机器人为标志的智能制造则对中国产业升级产生深刻地影响。
(一)加速机器人市场化
随着机器人市场同质化竞争的不断加剧,相关机器人产品上市的频率和上市时间的不断加速,巨头们就会不断的加快推出新产品的速度,如果对机器人市场适应速度不够,就意味着要失去这个市场。
(二)提高机器人定制化
随着机器人智能化水平的提高,使用者对机器人的需求就会变得千差万别,因此,机器人市场对个性化定制的需求就会越来越高,这就对制造商的个性化以及灵活性提出了更高的生产要求,因此,在这种情况下,这种柔性生产就离不开智能化、数字化和信息化的智能工业机器人来满足越来越细分的市场。
(三)拓展新的应用领域
受到全球疫情的影响,加之国际贸易环境的恶化,全球经济受到了很大冲击,使各行各业都受到了很大影响,当今世界近50%的工业机器人集中使用在汽车及相关领域,因此,从深层次来看,机器人产业已经进入深度调整时期,拓展新的应用领域、提质增效成为产业健康发展的迫切需求。
三、工业机器人技术发展现状和趋势
当今各个国家都在不断的在机器人领域进行创新,机器人研发水平最高的是日本、美国与欧洲,他们在发展工业机器人方面各有千秋。
从各国政府的动向就可以看出:机器人技术是全球范围内重要的发展战略方向和领域。而机器人在未来总体趋势是,不断从狭义的机器人概念转向广义的机器人技术概念;从传统的工业机器人产业向智能化、定制化机器人技术产业发展。未来机器人结构会变得越来越灵巧,其控制系统会变得愈来愈小,其智能性也会变得越来越高。
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作者简介:
许红岩(1985—),女,吉林省长春市人,吉林省经济管理干部学院助教,硕士,研究方向:自动化。