工業(yè)機器人在制造業(yè)中的應用研究

曾學淑，劉紅，崔歡歡

（云南機電職業(yè)技術學院機械工程學院，云南 昆明 650203）

工業(yè)機器人是一種適應性和靈活性很強的智能化設施，適應性很強，可以適應不同的生產條件和環(huán)境?，F(xiàn)階段，工業(yè)機器人作為提高產品品質、生產效率和改善勞動條件的重要工具。工業(yè)機器人的利用很大程度上縮短了新產品的周期，提高了產品的市場競爭力在于它能夠適應產品迅速更新?lián)Q代的自動化設備。目前機械制造、電子信息、石油化工、輕工紡織、食品制藥、汽車生產以及軍工業(yè)等工業(yè)的發(fā)展都需要工業(yè)機器人的支持和主導，工業(yè)機器人在整個現(xiàn)代化工業(yè)等領域有著不可取代的作用。因為工業(yè)機器人的特點和優(yōu)點，在焊接、噴涂、裝配和碼垛搬運等生產過程中廣泛應用到工業(yè)機器人。隨著科學與技術的發(fā)展，工業(yè)機器人的應用發(fā)展到一些新的領域范圍，核能、采礦、食品、船舶和建筑等工業(yè)。工業(yè)機器人是一種對不同的生產環(huán)境和作業(yè)要求具有很強的適應性的可編程的柔性自動化設備，能夠代替人類完成對應的任務。因而，用來實現(xiàn)不同生產任務的工業(yè)機器人品種愈來愈多。

1 機器人在焊接方面的應用

由于焊接的工作條件差，長時間的焊接工作對焊接人員的眼睛和皮膚都會造成嚴重損傷，目前隨著勞動力的減少，而特殊工種對焊接的技能要求愈來愈高，要求焊接工人焊接的精細程度越來越嚴，讓焊接行業(yè)的焊接人才需求供不應求，隨著焊接機器人的出現(xiàn)，這些問題逐漸得到相應處理。目前，焊接機器人由三個基本部分組成分別為主體、驅動和控制系統(tǒng)，根據(jù)其不同的功能和作用，分成不同的種類，應用到不同的場合。常用的主要為弧焊和點焊這兩類。焊接行業(yè)中最為普遍應用的多關節(jié)機器人，是由于其有能夠任意調整姿態(tài)和任意角度調整焊槍等優(yōu)勢。調查表明，焊接機器人廣泛應用到汽車制造上，焊接機器人的使用可實現(xiàn)車身更精密、柔性化的制造，同時使得焊接機器人在短時間內得到了迅速發(fā)展。

2 機器人在搬運過程中的應用

機器人可以接受人們發(fā)出的指令，運行實現(xiàn)編制好的程序，并且能夠自主的完成整個運行工作，在重復完成相同的工作上占有很大優(yōu)勢，因此，搬運機器人在廣泛運用到物流業(yè)中的各個環(huán)節(jié)，主要運用到貨物包裝、運輸以及貨物碼垛等。目前，在機械制造、汽車和電子等方面，搬運機器人技術已經非常成熟。而對于一些有危險性的行業(yè)如能源、石油等，使用搬運機器人不僅能提高搬運效率，還可以避免一些安全事故的發(fā)生，最大程度地保證了人身安全和財產安全。目前，以搬運速度出名的四軸搬運機器人和重物搬運的六軸搬運機器人是研究人員研究最多的兩種搬運機器人。四軸搬運機器人能完成高速搬運動作，廣泛應用在包裝機械以及高速碼垛中，是因為機器人的運行軌跡趨近于直線。目前的六軸搬運機器人，最大的搬運重量可達1300kg，最高的作業(yè)高度為5m，因此很多重工機械中的汽車、建材以及鑄造行業(yè)等都在使用六軸搬運機器人。

3 機器人在教學方面的應用

從工業(yè)機器人市場來看，機器人的發(fā)展處于持續(xù)發(fā)展的階段。自2013年。在國家的政策下，經過政策的保障，社會因素的推導，宏觀經濟的調整，技術的發(fā)展等幾個方面的共同作用下，工業(yè)機器人在我國得到前所未有的空前發(fā)展。隨之而來的是機器人的數(shù)量和應用的范圍越來越多，需要的研發(fā)人員與操作人員也越來越多，所以為了順應時代的潮流，系統(tǒng)地培養(yǎng)工業(yè)機器人相關專業(yè)的人才迫在眉睫。培養(yǎng)專業(yè)技術的教育目標來說就是培養(yǎng)能夠走向社會、走向實踐，成為社會和企業(yè)需求的技術型應用型人才，為工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展夯實基礎。培養(yǎng)工業(yè)機器人技術專業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)就是提高教學整體水平，提高培養(yǎng)質量，就必須開展機器人相關專業(yè)的相關課程，最終輸出高水平的技術型人才。

工業(yè)機器人技術專業(yè)課，在高職院校的教學中，一半以上的學校還是采取以前的教學模式，以課堂講授與校內實訓進行，主要是以理論知識教學為主，知識點比較零散，干燥無趣，學生不會踴躍自動的加入到教學環(huán)節(jié)中。校內實訓環(huán)節(jié)只針對現(xiàn)有的設備進行開展，無法有效地對接現(xiàn)有最先進的設備，對學生的操作能力培訓有限，無法把所學理論知識轉化為相對應的技能，也是大部分學校開設專業(yè)課程教學的劣勢。由于學校的實訓設備更新緩慢，跟不上社會需求的發(fā)展，同時很多技術也得不到更新，無法完成預期的教學目標。培養(yǎng)出來的學生，進入社會之后，在學校學到的技能，基本無用武之地，使得學生在學習過程中缺乏興趣和動力，也是教學中的一大缺陷。針對這種情況，2019年國家發(fā)布了《關于在院校實施“學歷證書+若干職業(yè)技能等級證書”制度試點方案》的文件，“1+X”證書制度試點工作正式啟動?！?”代表學歷正式，反映了人才培養(yǎng)質量，“X”代表了若干個職業(yè)技能等級證書，反映了學生職業(yè)技能水平，代表了學生整個職業(yè)生涯的綜合能力?！?+X”證書標準是通過一線技術人員、企業(yè)專家、高校教師根據(jù)職業(yè)標準、工作流程、產品生產過程等制定出來的，是符合企業(yè)需求的。針對于工業(yè)機器人專業(yè)，“1+X”證書有：工業(yè)機器人應用編程、工業(yè)機器人操作于運維、工業(yè)機器人集成應用、工業(yè)機器人裝調、特種機器人操作于運維和智能協(xié)作機器人技術及應用等。不同高校可以根據(jù)本校的實際情況取得對應的。學生通過“1+X”證書的獲得，畢業(yè)之后可以更好地對接企業(yè)的需求。

4 機器人的發(fā)展狀況

全球整個機器人產業(yè)分為上、中、下游三個階段。機器人中核心零部件主要集中在上游，因為日本和歐洲工業(yè)機器人技術發(fā)展的最快，日本的減速器技術遠遠超越其他國家的技術，工業(yè)機器人的本體零部件和原材料德國發(fā)展的最好。而我國機器人產業(yè)主要是二次開發(fā)、系統(tǒng)集成、定制性部件和售后服務，所以處在整個產業(yè)鏈的末端——下游。工業(yè)機器人的品牌主要有庫卡、發(fā)那科、安川和ABB四大品牌。2013年以來，全球的機器人最大的消費就在我國。

隨著勞動力的減少，成本增加，致使很多工作由機器人來代替人工作，如焊接和搬運等工作，所以必須快速的發(fā)展機器人技術。我國機器人產業(yè)通過近十年的發(fā)展，從無到有、從小到大。目前為止，已經有100多家企業(yè)，從事機器人研發(fā)、機器人的制造、設備的工程應用以及零部件配套設施的開發(fā)，如沈陽新松、安徽埃夫特和廣州數(shù)控等多家企業(yè)。相信機器人技術在國家政策的保障下，會越來越好，向著高端水平的方向發(fā)展。

5 結語

總之，在制造業(yè)中隨處可見工業(yè)機器人的身影，其所發(fā)揮的作用是無可替代的。以后，隨著智能技術的進一步發(fā)展，工業(yè)機器人的自動化和智能化水平也在不斷提升。我們有理由相信，隨著工業(yè)機器人的一直發(fā)展，高效率和標準化的生產模式不再遙遠，這也是制造業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展的重要目的。工業(yè)機器人技術與傳感器技術密切相關，傳感器的精度直接決定了機器人的自動化程度，經過傳感器技術在機器人中的應用，大大地擴大了工業(yè)機器人新的應用范疇。使其更好地適應于環(huán)境和任務的變更。

以后的機器人不再是做簡單的重復性單元操作，需要走向“數(shù)字化工廠”。工業(yè)機器人將向著“高速，高精，重載，輕量化和智能化”方向發(fā)展。