我国工业机器人技术现状与产业化发展战略

摘要：因为经济的不断发展，给制造业带来了巨大的发展优势，并且随着科技水平的改变，在制造行业的生产过程中出现了工业机器人技术等先进技术，这项技术的产生，成为制造行业改革和发展的关键，人们也越来越关注工业机器人技术的应用和发展情况。所以本文主要针对工业机器人技术的发展情况进行分析和讨论，根据具体的发展情况，制定出可行的产业化发展措施，并且要为我国工业机器人技术的发展提供明确的方向。最终，通过探讨有望进一步提高工业机器人技术的整体水平，为制造行业的进一步扩大和发展奠定基础。关键词：工业生产；机器人技术；具体现状；产业化发展策略科技的进步促进了工业机器人技术的发展，在这样的情况下，机器人技术在制造行业中的应用也越来越普及，对于制造行业的进一步发展，提高生产过程的效率是发展的关键。因此，不仅要重视工业机器人技术的发展情况，还要实现将机器人技术产业化，从而提高产品生产的质量，实现制造行业的自动化生产。机器人技术已经应用于许多行业和领域，虽然这项技术的发展前景比较广阔，但是在发展过程中还有许多需要提升的层面，需要解决机器人技术发展过程中的问题，从而实现机器人技术产业化发展的战略。一、我国工业机器人发展的具体情况目前，我国还属于发展中国家，与其他发展强国相比较，我国的工业机器人技术发展的比较缓慢，因为技术水平比较落后，虽然我国工业机器人技术的发展进程较短，但是发展潜力和发展速度比较可观，在经历了技术引入、技术创新等阶段，工业机器人技术的发展已经达到了应用阶段。技术水平是工业机器人发展的关键之处，因此，相关政府非常重视对于工业机器人技术的完善和创新。在机器人技术的发展过程中，汽车制造行业对这项技术的需求比较大，并且机器人技术能够为汽车生产提供极大的便利。在五年计划的发展过程中，政府对于工业机器人的发展工作格外的重视，许多顶尖的研究所都在进行工业机器人技术研究，并且通过不断的研究，不断的努力，研究人员在机器人技术的各个方面都取得了巨大的成就，并且当时还促进了其他技术的研究和发展，比如利用机器人技术进行刷漆、电焊等工作，除此之外，还实现了将机器人用于行业生产的计划，促进了企业生产规模的扩大，并且在一定程度上推动了当时我国社会经济的发展。之后在80年代初到90年代中期，国家加大了对工业机器人技术的研究力度和资源投入，这个时期是工业机器人技术得到快速发展的阶段，并且机器人技术逐渐趋于成熟，能够应用于各种领域的生产过程，发挥该项技术的生产优势，促进各行各业的壮大和发展。工业机器人技术发展至今，这项技术的应用范围在不断的扩大，并且能够应用于更多的领域，机器人的用途不再只局限于工业，慢慢的也在向商业发展中渗透，工业机器人的商业化发展恰好能够为这项技术的产业化发展奠定坚实的基础。由于我国工业机器人技术的发展历史较短，所以和发达国家的技术相比较，我国的工业机器人技术差距比较明显，除此之外，我国的工业机器人技术还需要进一步的突破，因为生产机器人的许多核心部件都由其他国家生产，在这些方面，我国的工业机器人技术的发展一直在受制于人。由于这些原因，致使我国的工业机器人生产成本普遍偏高，导致机器人在同类的市场竞争中不占优势；另外，我国工业机器人的研发和生产过程缺少团队协作，导致我国工业机器人的质量参差不齐，生产规模也比较小，不具有竞争力；最重要的是，我国工业机器人行业的发展缺乏引领方向，发展态势比较弱。二、机器人的具体用途（一）用于焊接工作机器人通常被用来进行一些焊接工作，这项工作对于机器人来说难度较小，并且耗费的资金成本较少，一般来说，机器人可以进行点焊和弧焊两种焊接工作。在进行点焊作业时，需要焊接的部件形状不是统一的，也就是说，机器人需要很灵活的焊接不同形状的金属部件。这就要求机器人能够准确的找对焊接点，精准的进行焊接工作。在进行焊接工作时，所用到的焊接工具大多数比较厚重，所以机器人的机械手腕需要非常灵活，并且活动范围也不能过于局限。而弧焊作业在汽车制造过程中比较常见，当焊接部件的形状不规则或者两个部件之间的缝隙比较大时通常会进行弧焊作业，针对这种情况，需要采用特殊的机器人进行焊接作业，在焊接过程中，如果需要连接的部位可以被准确的固定，那么这个时候就可以提前将三维轨迹示意图展示给机器人，然后由机器人进行焊接工作。但是在进行弧焊作业时，许多机器人都会装有一个位置传感器，这个传感器能够为机器人提供焊接的轨迹和相关信息，从而帮助机器人更准确地进行焊接作业。（二）可以用于喷漆工作因为喷漆过程具有一定的危险性，所以这个工作不适合人工操作，而机器人可以用于喷漆工作，这样就可以避免一些安全事故的发生，比如火灾或者漆料的致癌问题，因此，采用机器人进行喷漆作业能够保证工人的人身安全。除此之外，机器人进行喷漆工作还有一个最大的优势，就是能够比人工操作喷的漆料更加均匀，也就是说，工作的质量能够得到保证，还能够节约漆料，降低喷漆工作的成本投入。进行喷漆工作的机器人都能够稳定的完成直线运动，这类机器人一般会由专业技能较高的技术人员给机器人进行编程工作，从而让机器人能够准确的模仿人类的喷漆动作。用于喷漆工作的机器人不需要安装外部传感器，但是机器人要能够准确的识别需要喷漆的部位，然后进行喷漆作业。（三）可以用于磨削工作一般來说，在两个部件进行弧焊作业之后，会在连接处出现焊珠，这个时候，为了达到焊接作业的完整性以及美观要求，就需要进行磨削工作。这个过程就可以应用机器人来完成，这项工作的程序与弧焊作业对机器人机械手腕的要求一致，并且只要将焊接工具换成旋转式砂轮，即可进行磨削工作。另外，机器人进行磨削工作的效率要比人工操作高。有时候金属部件也需要进行磨削工作，这个时候，只需要将部件的具体尺寸通过编程的方法传递给机器人，机器人就可以用旋转式砂轮削掉部件上的多余部分，从而完成对金属部件的磨削工作。除此之外，机器人还可以进行磨削工作中的打毛刺作业，也就是将金属部件孔周围的多余材料给除去，为了提高部件的生产效率，在完成钻孔工作之后，通常会直接用机器人完成接下来的打毛刺作业。（四）可以完成对部件的装卸和传送工作机器人最普遍的应用之一就是将某一部件从一个位置转移到另一个位置，通常会有两种作业方式，也就是码放和卸货。而机器人进行的其他装卸作业，一般會涉及到尚未完工的部件，这个时候机器人需要将半成品部件转移到机床进行进一步的加工，这项工作不适合人工操作，因为这项工作具有一定的危险性，而对于机器人来说，则不存在这一问题。另外，在金属部件的加工过程中，会涉及到热压加工，这项工作涉及到高温作业，并且需要在机床附近进行工作，对于工作人员来说危险性较高，而采用机器人进行作业则可以避免安全事故的发生，因为机器人能够在高温环境下进行工作，只要机器人的编程代码准确，就能避免机器人与其他工具之间的不当接触，还能够提高部件的加工效率。三、对于工业机器人生产过程中的技术研究（一）对于灵活操作技术的分析在制造行业的生产过程中，应用的机器人都具有操作灵活的特点，这是因为对于机器人机械手腕的设计模仿了人类的手臂，并且机器人的机械手腕感知度比较高，这样就能够提高机器人在操作过程中的精准度。通过对机器人控制系统的研究发现，机器人能够通过传感器感知到工作环境，并且机械手腕的关节是相互独立的，机械手腕的操作能力远远的超过了人类的手臂，从而让机器人的行动更加灵活自如。另外，在对于机器人的高执行效率驱动器的研究过程中，优化升级相关的装置，能够提高机器人工作的准确度，还能够保证机器人工作的连续性。但是在优化升级机器人的驱动器时，不仅要关注制造材料的基础性能，还要特别关注机器人行动的稳定性，并且在保证稳定性的基础上，提高机器人操作的灵活度。（二）对于自主导航技术的分析目前我国对于自主导航技术的研究还不够深入，因为这项技术是工业机器人发展的核心技术，所以还需要科研人员对其进行进一步的研究。机器人在许多作业过程中都会用到自主导航技术，比如行车过程，在这个过程中，机器人需要识别障碍物等具有危险性的物品。另外，许多种类的机器人在生产过程中都需要用到自主导航技术，比如负责装卸任务的运输机器人、用于建筑工程的机器人等。（三）对传感技术的分析在工业机器人技术的发展过程中，需要进一步的研究机器人的感知系统，从而让机器人能够通过传感系统及时的检测工作环境的状态，感知工作人员的行动，从而提高机器人工作过程的准确性和稳定性，一般情况下，机器人的感知系统会包括传感器和情绪模型，这种类型的机器人大多数会应用于装配工作，拥有高精端的传感技术，能够确保机器人工作过程的效率和稳定性，也能够降低机器人在工作过程中出现故障的概率，减少机器人的磨损和消耗，在一定程度上也避免了机器人维修和保养工作的资金投入。四、针对我国工业机器人产业化发展的具体举措（一）国家需要给予工业机器人行业最大的支持首先，工业机器人的应用在一定程度上代表了我国的科技水平，其次，它也是国家重点关注的新兴行业，所以，在政策和执行方面，需要给予工业机器人行业最大的支持。要统筹考虑工业机器人的发展规划和发展方向，除此之外，相关部门以及研发人员都应该贯彻落实国家对工业机器人行业的发展规划，吸取先进国家工业机器人的发展经验，避免过度建设和资源浪费的情况发生，另外，在机器人的发展过程中，不能操之过急，不能因为扩大生产规模而忽略相关技术的研发，需要综合考虑，审时度势，做到科学有序的发展，并且形成工业机器人发展的制度体系，通过政策支持进一步的推动工业机器人的产业化发展，为了达到这个目标，各个区域的政府需要进行协调工作，完善工业机器人产业发展的策略，加大对机器人技术研发的资金投入，从而为我国工业机器人的产业化发展提供物质基础和精神基础。（二）研究人员要努力攻克技术难关攻克核心技术难关是促进我国工业机器人产业发展的关键，但是在机器人的控制系统、高精密减速器等技术方面还存在着许多问题，核心技术的差距影响了我国工业机器人的发展情况。在此基础上，国家应该加大对核心技术的研发成本投入，鼓励研究人员不畏艰难，勇于挑战，在研发过程中不断完善创新，为研究人员攻克技术难关提供有力的支持，只有解决技术难题，才能够进一步地推动我国工业机器人的产业化发展。在制造行业的发展过程中，许多企业会突出强调工业机器人的优势和应用价值，以提高产品的质量为基础，才能够推动工业机器人的产业化发展。所以，为了实现这个目的，就需要对工业机器人技术进行不断的创新，首先就要运用高质量的生产材料，提高机器人机械手腕的操作灵活度，在此基础上，利用相关的导航技术实现机器人的精准作业，在提高工业机器人的质量的同时，还要注意降低生产的成本。另外，通过人机交互技术，让机器人精准的模仿人类的操作流程，从而实现机器人在操作过程中的准确性和稳定性，在完善相关技术的基础上，企业需要针对机器人制定新型的商业模式，促进工业机器人的产业化发展。（三）提高工业机器人发展市场的影响力为了推动我国工业机器人的产业化发展，需要对目前的市场有足够深入的了解，从而根据市场的真实需求确定工业机器人产业化发展的方向，然后加大对工业机器人生产技术的资金投入，提高人力物力资源的投入成本，从而为工业机器人的产业化发展提供充足的物质支持，并且还能够让消费市场意识到工业机器人的应用特点和优势，在一定程度上提高市场对于工业机器人的需求。根据我国工业机器人发展的具体情况来看，制造行业的发展潜力巨大，发展趋势比较明显，因此，国家和相关企业需要足够的重视工业机器人的发展状况，从而加快我国工业机器人产业化发展的速度。五、明确我国工业机器人技术发展的具体方向（一）推动机器人的智能化发展工业机器人技术具有独特的应用特点，那就是自动化的操作过程，也就是说，机器人代替了人工操作。由于我国科学技术水平的进一步提高，为工业机器人技术的发展提供了强大的技术支持，并且机器人的发展逐渐趋于智能化，在操作过程中，机器人的思想行动力可以像人类一般，具有独立思考的能力并且具有一定的判断力，所以机器人在进行作业时，可以结合具体情况自行做出合适的选择，虽然少数类型的机器人具有智能化的思想，正是因为机器人的自动化操作过程为许多行业带来了无限的发展潜力，所以，研发人员需要在促进机器人的智能化发展问题不断努力，从而让机器人能够更好地发挥自己的应用优势。（二）研发不同类型的工业机器人随着社会的不断进步，各个行业和领域对于机器人的需求在逐渐增加，并且国家对于机器人的研发工作也格外的重视，所以，科研人员可以从事一些不同类型机器人的研发工作，比如微动机器人，因为这种类型的机器人可以极大的提高工作过程的精确度，并且能够在不同的工作环境下进行工作，也就是说，这种类型的机器人对工作环境的要求比较低。国家对于工业机器人技术的研究逐渐深入，所以在考虑市场需求的基础上，需要加强对于新型机器人的研发工作，这也是我国工业机器人技术发展的一大方向。（三）不断完善机器人的协调控制系统在制造行业的发展进程中，未来的生产过程会用到越来越多的机器人进行生产操作，虽然机器人能够实现自动化生产，但生产过程还是离不开人工操作，因为需要专业的工作人员控制机器人的操作，并且负责为机器人下达指令等工作，也就是说，未来的制造行业会处于人类和机器人共存环境中。为了节约人力资源的成本，提高生产过程的生产效率，可能会出现一个工作人员同时操控多台机器人的情况，这就要求工作人员需要合理的协调机器人的工作任务，并且要求机器人具有完善的控制系统，从而实现工作人员对机器人的全面操控。由此看来，协调控制系统的存在非常重要，因为这个系统是人类与机