智能工業(yè)機器人的組成特點及優(yōu)勢

季一平

摘 要：隨著社會的快速發(fā)展，科學技術(shù)水平的不斷提高，智能工業(yè)機器人在流水生產(chǎn)線上已得到廣泛的應(yīng)用。智能工業(yè)機器人的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在提高工作效率及產(chǎn)品的品質(zhì)，提高工件的質(zhì)量和美觀，大大的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，所以工業(yè)機器人的優(yōu)勢不言而喻的讓企業(yè)可以獲得更多的優(yōu)勢，作為制造業(yè)的趨勢來講，未來智能制造肯定會占據(jù)國內(nèi)制造業(yè)的全部市場，是企業(yè)面臨對人工成本上漲的最有力的武器。

關(guān)鍵詞：智能工業(yè)機器人;智能制造;焊接機器人

隨著人工智能時代的到來，制造業(yè)正逐漸從人工的傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)向智能制造，在機械行業(yè)產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變中（從傳統(tǒng)到智能）更是尤為重要，智能制造技術(shù)在流水生產(chǎn)線上的各個環(huán)節(jié)以一種高度柔性與高度集成的方式，通過計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來模擬人類制造職能活動，從而避免人為因素造成的生產(chǎn)影響，極大的降低了人工勞動強度，保證人身安全。

1.智能工業(yè)機器人的組成及分類

1.1組成

智能工業(yè)機器人是面向工業(yè)方向的多關(guān)節(jié)機械手或者是多自由度的機器人，目前工業(yè)機器人大部分由三大部分和六大系統(tǒng)組成：

1.1.1機械部分

機械部分是工業(yè)機器人的身體組成部分，主要分為兩個系統(tǒng)：

①驅(qū)動系統(tǒng)

工業(yè)機器人想要運作起來需要每個關(guān)節(jié)即每個運動自由度安置傳動裝置，而這就是驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)可以是氣壓傳動，液壓傳動，電動傳動，或者把它們結(jié)合起來綜合應(yīng)用，可以是直接驅(qū)動或者通過同步帶、鏈條等機械傳動進行間接傳動使其正常運作。

②機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)由四大部分組成：機身、背部、腕部和手部，每一個部分具有若干的自由度，可以自由運動。末端操作器可以根據(jù)每個加工工序的不同而安裝不同的部件，它可以是抓住檢測物品的手爪，是涂顏色的刷子，也可以是電焊中的焊具等，甚至有的工業(yè)機器人可以在手爪處安裝一支筆通過電腦去控制其寫字或者畫畫的軌跡，來實現(xiàn)機器智能作畫。

1.1.2感受部分

工業(yè)機器人的感受部分就好比人類的感官，可以為機器人工作提供精準的感覺，并幫助其在工作中更加精確的計算。

感受部分可以分為兩個系統(tǒng)：

①感受系統(tǒng)

感受系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，用來在流水生產(chǎn)線上工作時獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中的信息。

②機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)

機器人環(huán)境交互系統(tǒng)可以使工業(yè)機器人與外部環(huán)境中的設(shè)備及相關(guān)信息相互協(xié)調(diào)聯(lián)系，提高加工的精確性和效率。

1.1.3控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)即控制工業(yè)機器人的一切運動、編程等，控制系統(tǒng)可以分為：程序控制系統(tǒng)、適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)

1.2分類

1.2.1移動機器人

移動機器人由計算機控制，具有移動自動導(dǎo)航，多傳感器控制等功能，它可廣泛應(yīng)用于機械、紡織、教育、醫(yī)療等行業(yè)，在流水生產(chǎn)線上，移動機器人可以實現(xiàn)搬移重物，精確輕緩的安放大型加工零件，也可以在垃圾分類中作為運輸工具使用，可以完成一些人類身體難以承受的工作。

1.2.2點焊機器人

焊接機器人與人工焊接相比其運動速度快，承載能力強，在焊接質(zhì)量上明顯優(yōu)于人工焊接，大大提高了點焊作業(yè)的生產(chǎn)率和效率。點焊機器人主要用于汽車整車的焊接工作，實現(xiàn)人工完成不了的高強度焊接工作，在一定程度上降低人工勞動強度。

1.2.3真空機器人

真空機器人的工作環(huán)境是真空環(huán)境下，主要用于半導(dǎo)體工業(yè)生產(chǎn)中，可以極大刷新人類肉眼所觀察不到的領(lǐng)域，用于完成精密的加工，生產(chǎn)出高精度高精密的半導(dǎo)體產(chǎn)品。

1.2.4潔凈機器人

潔凈機器人是一種在潔凈環(huán)境中使用的工業(yè)機器人。如今的生產(chǎn)環(huán)境中有許多廢料、鐵屑等加工余料都可以通過潔凈機器人來進行清潔。潔凈機器人占用空間小，清潔效率高，滿足清潔要求。清潔機器人不僅可用于工業(yè)，也可使用在日常生活中，如今垃圾分類也可通過潔凈機器人來完成。

2.智能焊接機器人與人工焊接的比較：

2.1智能焊接機器人的優(yōu)點

①焊接機器人代替了傳統(tǒng)的焊接工藝，提高了焊接質(zhì)量保證焊縫的均勻性，同時改善了工人勞動環(huán)境。

②焊接位置美觀一致性高焊渣少，減少了后續(xù)清渣打磨的工序。

③焊接機器人一般可以等同于三到五個工人的焊接效率，并且可以使一個普通工人同時操作多臺機器人，每個機器人可以有多個工序。

④焊接機器人使用壽命長，機器人每季度保養(yǎng)一次即可，大大的降低了成本并提高生產(chǎn)效率。

2.2人工焊接的缺點

①人工焊接的焊道不美觀，容易出現(xiàn)虛焊漏焊等不良現(xiàn)象，焊渣多浪費焊絲。

②人工需要的成本高，同等效率下，不如機器人的工作效率高。

③如今能夠熟練操作的工人越來越少。

3.工業(yè)機器人的特點

①可編程。工業(yè)機器人可以隨著工作環(huán)境的變化和需要而進行更改其編程程序，在很大程度上節(jié)省了生產(chǎn)成本。

②擬人化。工業(yè)機器人在機械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、旋轉(zhuǎn)、胳膊、手腕、手爪等部分，在工業(yè)加工中極大的扮演了人類的角色。

③通用性。一般工業(yè)機器人（除了專門設(shè)計的專用的工業(yè)機器人外）并不是只能執(zhí)行同一樣任務(wù)，它可以執(zhí)行不同的任務(wù)，因此具有良好的通用性和實用性。

④學科廣泛。工業(yè)機器人不只涉及機械學科，同樣與信息技術(shù)、機電一體化等學科相結(jié)合。如今的智能機器人還同樣具有記憶能力，語言理解能力，圖像識別能力，推理判斷能力等人工智能能力。

智能制造業(yè)體現(xiàn)了一個國家的生產(chǎn)力水平，是區(qū)別發(fā)展中國家和發(fā)達國家的重要因素，智能制造業(yè)在世界發(fā)達國家的國民經(jīng)濟中占有重要份額。隨著《中國制造2025》的提出，智能工業(yè)機器人會向著高度智能化完美華靈活先進的趨勢發(fā)展，未來將會有更多的智能工業(yè)機器人走進人類的生活當中，對我國社會經(jīng)濟發(fā)展起到了巨大的積極作用。所以作為新一代的年輕人，我們應(yīng)該努力研究未來智能工業(yè)機器人的發(fā)展，跟隨科技的腳步，時代的潮流，將中國的智能工業(yè)機器人引領(lǐng)到更高水平的領(lǐng)域。

參考文獻

[1]陳樵，《工業(yè)機器人的研究進展》，寧波大學科學技術(shù)學院

[2]《2014-2018年中國工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析》

[3]吳振彪，工業(yè)機器人（M），華中科技大學出版社，2002

[4]許果，王峻峰，何松齡，一種基于SCARA機器人機械結(jié)構(gòu)設(shè)計（J），機械工程師2005年第4期