机器人在当代工业中的应用探讨林伟佳

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上海发那科机器人有限公司广州分公司广东广州510000

摘要:近十年来,随着人工成本的不断增加和以及企业面临的招工难等问题,大多数工业企业的生产岗位都面临工人数量紧张、生产效率难以提高的问题。随着近两年我国机器人领域的不断发展,这种情况有所缓解。越来越多的工业机器人进入了工作岗位代替人工进行工业的生产和制造,不仅节约了企业的工人成本,而且大大提高了企业的生产效率,机器人在工业领域的作用正在逐渐突显出来。本文笔者将根据工业机器人的特点,探讨机器人在当代工业中的应用。

关键词:机器人;当代工业;应用探讨

机器人由于其工作的高精确性以及对于命令的绝对执行性和相比工人相对低廉的雇佣成本,在各项领域都有着十分广泛地应用。尤其是在工业领域,因为机器人对于千篇一律的重复性工作不会和工人一样表现出厌烦情绪且工作精度相当高,机器人在一些零件装配岗位上已经完全取代了人工,实行了全自动化的机器人装配。机器人的种类很多,根据其应用环境的不同,可以分为工业机器人和特种机器人两类,本文将着重探讨工业机器人在当代工业中的应用。

一、工业机器人概述

1、工业机器人含义

工业机器人并不一定指的是类人性机器人,而是一种在工业领域可以代替工人进行一些枯燥、频繁以及重复性高、时间长的工作,或者替代工人在一些恶劣环境下进行作业的一系列机械的统称。工业机器人既可以类人,也可以只模仿人的某一部位,甚至可以和人类完全不同。在工业机器人中,最常见、应用最为广泛的一种就是机械手,他可以完美的替代流水线工人,进行一些材料的运输以及简单的装配工作,从而解放工人使其能够投入到对于灵活性要求更高的作业当中[1]。

2、工业机器人的组成

工业机器人是机电一体化的系统,他由执行机构、机械本体、控制系统和监测系统四部分组成,如下图1。

图1工业机器人是机电一体化的系统

(1)执行机构。执行机构是机器人进行命令执行的机构,机器人通过执行机构来进行对工件的运输、加工以及简单装配。一般来说,执行机构由手部、腕部以及臂部三部分组成。手部是机器人直接和工件接触的部分,用来抓取和加工工件;腕部是连接手部和臂部的部位,其内部有许多轴孔,孔内含有轴,可以形成关节的作用,使得手部和臂部能够自由转动,扩大手部的活动空间;臂部是支承手部和腕部的部位,能够扩大手部的工作范围。

(2)机械本体。顾名思义,机械本体就是机器人的主体结构,机器人的执行机构、驱动系统以及其他各种功能的机构都连接在机械本体上,机械本体相对于机器人就相当于人的躯干,不仅有着支撑机器人的作用,还将机器人各机构连接在一起,形成一个多功能的集合体。

(3)控制系统。控制系统是机器人的核心部分,一个机器人的好坏很大一部分取决于机器人的控制系统。控制系统的作用是可以让机器人按照控制系统内已编制好的程序进行系统的工作,同时一些高智能的控制系统还可以自行监控机器人内各机构的运行参数,对于一些可能出现的故障进行及时的排查,消除内部的安全隐患。

(4)监测系统。监测系统时机器人工作的辅助系统,它的功能在于实时监控机器人各系统的运行情况,保证机器人各构件运行正常,是机器人工作高精度性的保障。

二、工业机器人的主要应用

机器人与工人相比,最大的优势就是基本不受各种恶劣条件的影响,能够在各种危险环境下保证工作的高精度性和准确性,同时机器人不会出现工人的各种如无聊厌烦一类的消极情绪,在一些重复性高且相对简单的工作上比工人有着更高的工作效率。下面笔者就工业中各种机器人的应用作简单探讨。

1、焊接机器人(如下图2)

焊接工作由于焊接过程中产生的各种化学物质会对焊接工人产生有害影响,并且由于焊接时会出现强光,导致焊接工人难以看清焊接的具体情况,只能根据自身经验凭感觉进行焊接,对于焊接精度有很大的影响。而采用焊接机器人焊接就完全不会出现这种情况。首先,焊接机器人不会受到空气中各种有害化学成分的影响,而且机器人也不会受到强光影响,在控制系统的控制下能够最大程度的提高焊接的精准性[2]。

图2焊接机器人的基本组成

2、喷漆机器人

喷漆机器人在汽车、家具以及各种塑料制品的喷漆作业上应用广泛。由于漆料种含有诸多如甲醛一类的有害化学成分,对于常年工作在喷漆岗位上的喷漆工人身体有着十分巨大的危害,因此喷漆岗位常年面临招工困难的问题。通过应用喷漆机器人,可以极大提升喷漆岗位工作效率,同时减少企业工人成本。

3、装配机器人

随着我国机器人工业的不断发展,目前我国已经研发出了能够胜任相对复杂如汽车发动机等部件的装配工作的工业机器人,其中最著名的当属水平多关节型机器人。水平多关节型机器人具备两个回转关节,能够实现手臂的自由转动,同时凭借其内部先进的控制系统和严密的监测系统,水平多关节型机器人能够将零件装配的误差控制在最小,大大提高组装部件的使用年限,降低使用时因为零件装配误差而导致危险事故的概率[3]。

4、搬运机器人。搬运机器人近几年来在我国各种工厂已经有了广泛的应用,其中最具代表性的就是码垛机器人。码垛机器人可以通过机械手上的吸盘进行货物的运输并进行精确的码垛,在码垛到达一定程度的时候再由叉车一次性进行运输,有着极高的工作效率。码垛机器人凭借其快速的工作速度,高度的准确性以及良好的工作效率,目前在各大工厂都能够见到它的身影[4]。

5、协作机器人。协作机器人是近些年新发展的能够和人类进行协同工作的机器人。与传统机器人不同的是,协作机器人需要更多的考虑工作时机器的稳定以及安全性的问题,以此来保证工作时附近工人的安全。协同机器人的优点是通过和工人协同工作,既可以有效的提高工人的工作效率,又能弥补机器人不能进行高精度复杂作业的不足,通过与工人的协同来进行一些复杂的工业生产。

结束语

随着科技的不断发展,我国机器人领域行业的发展不可谓不迅速,机器人已经越来越多的进入到我们的生活当中,代替了工人的生产位置,解放了工人的双手,为我国工业建设不断做着重要的贡献。但是不可忽略的是,目前的工业机器人仍然有一些缺陷存在,这需要各领域设计人员齐心协力,解决问题,克服困难,不断研发出更多更优质的机器人投入到工业生产当中。

参考文献:

[1]姚翀.工业机器人在汽车生产行业的应用[J].硅谷.2014(11).

[2]蔡军,王欣.浅析工业机器人的发展与现状[J].科技风.2013(21).

[3]计时鸣,黄希欢.工业机器人技术的发展与应用综述[J].机电工程.2015(01).

[4]柳倩,桂建军,杨小薇,曲艳丽.机器人.工业机器人传感控制技术研究现状及发展态势——基于专利文献计量分析视角[J].2016(05).

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