工业机器人在智能制造中的应用

项西艳

摘要：随着我国科学技术的快速发展，制造业中重复机械式的工作越来越智能化，工业机器人在智能制造中承担着至关重要的角色。工业机器人按照事先编好的程序进行运行，提高了制造效率，减少了用人成本，改善了劳动条件。本文首先阐述了工业机器人在智能制造中的应用优势，接着介绍了工业机器人在智能制造中的典型应用，最后，对未来工业机器人服务于智能制造领域提出展望及建议。

关键词：智能制造;工业机器人;应用

中图分类号：A 文献标识码：A

一、工业机器人在智能制造中的应用优势

2015年我国开始布局智能制造，同年，工业和信息化部公布的智能制造试点示范项目名单中共有46个项目入围，分布在21个省，涉及38个行业和6个类别，覆盖范围广，示范性强。工业机器人替代人工，是将来制造业重要的发展趋势;是实现智能制造的基础;也是将来实现工业自动化、数字化、智能化的保障。工业机器人将会成为智能制造中智能装备的代表。我国工业机器人广泛应用于制造业，涉及汽车、航天、军事等领域，并且现在已经广泛应用到食品，医疗等行业。随着机器人技术的快速发展，对于工艺复杂的产品，在制造过程中，可以采用工业机器人替代传统生产设备，这样可以在很大程度上提高经济效率。

生产效益是企业追求的首要目标，在实际生产中，工业机器人可替代工人去完成高难度的工作，降低人工成本。人存在主观意识，重复机械式的操作很容易产生情绪，影响产品的质量。工业机器人是根据事先设定好的工作流程工作，保障了产品质量。工业机器人可以在恶劣的环境下工作，解决了恶劣的环境对人体的伤害。另外，工业机器人可以24小时循环工作，提高了生产线的产量，而且可以免去人工的加班费用。制造业采用工业机器人生产后，整个过程只需要留下少数员工，用来操作和维护工业机器人即可。因此，在智能制造中，工业机器人的应用提高了产品质量、降低了生产成本，为企业获得了更高的经济效益。

二、工业机器人在智能制造中的典型应用

在汽车制造领域，工业机器人的应用最為广泛。目前，汽车制造的各个主要环节基本上都是由工业机器人来完成的，冲压、焊接、喷涂和总装是汽车制造里的四大工艺。冲压是第一步，借助工业机器人将钢板进行清洗、开卷、还原和粗剪，待钢板被切割成大小合适版块后，进行冲孔、切边，方可进入冲压工序。将冲压好的钢板，进行焊接，在焊接环节，工业机器人利用配置好的焊接工具与传感器配合使用，可以自动完成车体焊接操作，在焊接难度、焊接数量、焊接质量等方面就有着人工焊接无法比拟的优势。在喷涂环节，工业机器人配置相应的喷漆工具与程序，保障喷漆质量，并在喷漆结束后完成涂胶操作，提高生产效率。最后，在整车装配环节，工业机器人可根据内置程序规范装配汽车座椅、车窗、仪表等部件，保障装配的精度。据悉，在我国，早期汽车制造厂车间投入60至80台工业机器人，可实现年产20万辆汽车的焊接车间。

在装配领域，制造业中零部件的装配是一件极为复杂精细的操作，需要大量的人力，然而人力装配不仅出错率高，效率也很低，逐渐被工业机器人替代。根据不同的装配任务，研发人员为装配机器人编写相应的程序，再应用到实际的装配工作中。装配机器人具有安装精度高、灵活性大、耐用程度高等特点。广泛应用于电子零件，汽车精细部件等的安装。

工业机器人与加工中心和数控车床、搬运系统以及自动检测系统可组成柔性制造系统，从而实现自动化生产。在柔性生产线领域，涉及搬运码垛、机床上下料、无尘等作业。在码垛方面，人工码垛是一项艰巨的任务，耗费人力，而且工作效率低。码垛机器人可以实现对物件进行搬运、码垛和拆垛任务。在机床上下料方面，可以改善工人的生产劳动条件，降低劳动力成本，机床自动上下料是利用工业机器人夹取毛坯工件，加工完成后取下加工完成的工件，省时省力。在无尘作业领域，随着制造技术的发展，硅基产业日趋大型化，很多制造工序需要非常清洁的环境，一般使用在工作时不产生灰尘（尘埃）的洁净机器人。

三、未来工业机器人服务于智能制造的展望及建议

提高人才培养力度是最基础的，工业机器人属于高新技术，目前，专业人才比较稀缺，需加强人才培养，为机器人的普及以及国家智能制造水平的提升提供保障。教育部门可进一步完善机器人等专业，加大教育经费投入。如：可在高等院校机电相关专业开设机器人研发、机器人应用及系统集成、人工智能等专业课程，同时，在中高职院校开设机器人应用与操作，基本编程、保养与维护等专业课程，并采取工学结合的方式，对专业技术骨干进行定向、定期培养。

提高国产工业机器人的性能，目前，我国工业机器人与国外相比在运动精度上存在很大的差距，而且核心零部件主要以进口为主。零部件的性能，如伺服电机、减速机及机器人控制软件等，直接影响工业机器人的性能，建议加大这些关键零部件的研发，提高机器人应用系统集成能力。

扩大制造行业应用领域，目前，我国工业机器人在制造企业中的应用主要以焊接、搬运码垛为主，性能相对比较单一。为扩大工业机器人应用范围，工业机器人需不断优化、完善，让机器人的功能更强大，实现机器人在制造业全覆盖，真正去实现智能制造。

综上所述，与传统的人工作业相比，工业机器人具有很多应用优势。未来，工业机器人助力于智能制造行业，应加大人才培养力度、不断完善机器人性能，提高机器人的人工智能水平，从而提高智能制造水平。

参考文献

[1] 王欣.工业机器人在智能制造中的应用[J].山东工业技术，2019，（10）：67

[2] 王德兰.工业机器人在智能制造中的应用[J].河北农机. 2020，（06）：39-40