智能制造中的工业机器人技术探析

智能制造中的工业机器人技术探析

卢文

云南轻纺职业学院

摘要：随着智能技术的不断发展，传统的生产模式已经不能适应时代的发展，而半自动化的生产模式也存在着许多缺点。工业机器人技术可以解决这些问题，促进机械制造的现代化。研究发现，工业机器人技术体现出精细化、集成化、自动化等强大的特点，这些技术特点直接决定了该技术的发展优势，对促进机械制造现代化起到了积极的作用。且在经济全球化的发展背景下，科技研发受到各个国家的高度重视，对科技发展的投入不断提升，期望能够充分发挥科学技术的作用，促进国家的经济发展与生产力发展，使国家的综合实力得以增强。

关键词：智能制造；工业机器人；智能技术

引言

智能制造实际上是指以工业机器人为核心的自动化制造模式。在工业机器人的作用下，将更好地实现视觉识别和联合活动，也有利于完成精确计算等各种功能。因此，在工业生产过程中，机器人可以代替人完成相关的生产活动，从而提升产品的竞争力。事实上，在过去很长一段时间里，机器人代替人类从事一些劳动强度高的职业，如绘画、除尘或对人体危害很大的职业。然而，随着智能设备的普及以及应用，智能机器人在各行各业中的应用越来越广泛，此外，其价格也在逐步地降低，技术也越来越成熟。

1研究背景

“中国制造2025”确定了成为制造业强国的目标，智能制造背景下的工业机器人技术具有精度高、稳定性好、重复性好、可在有害环境中工作等优点。在我国制造业工业化转型升级过程中，机器人技术在改变生产方式、提高生产质量、提高管理效率、缓解就业压力等方面发挥了巨大作用。生产方式创新是制造业产业化转型升级的重要组成部分。机器人的使用优化了生产线和生产分工，合理分配了资源，提高了质量和效率。产品规格的标准化和产品质量的稳定性是衡量制造业水平的重要指标。在传统的生产过程中，容易受到内外部因素的影响，不能充分保证产品的高质量和稳定性。机器人技术已经克服了这些问题。近年来，随着自动化技术、计算机控制、图像识别、传感器与信号处理等行业的发展，机器人技术也相应得到了很大的提高，使制造生产不断迈向高端层次，成为制造业发展的重要内容与支撑。机器人技术已经成为新一次的科技和产业革命的重要方向，标志着一个国家的创造力和竞争力。

2 工业机器人的主要组成及控制技术

发展智能机器人技术的主要目标是提高人类生产生活质量，促进国民经济的快速发展。目前，该技术已广泛应用于各行各业，并取得了显著的应用成果。特别是在智能机械制造领域，不仅提高了生产质量和生产效率，而且实现了个性化定制的目标，为丰富产品种类奠定了良好的基础。在智能机器人中，数字控制器的服务器轴与操作员的电极相连，并根据预定的程序执行命令。在这个阶段，工业机器需要使用人工智能技术，它将教学、携带传感器和使工业机器人的工作合理化结合起来。工业机器人主要由三部分组成：主、辅推进系统、控制系统、结构和执行机构，包括手腕和手臂。大多数机器人有三到六度，手腕有三度。工业机器人的主要控制技术如下：（1）开放式控制系统。分布式运动控制器、机械控制器和传感器处理板可以有效地完成工业机器人的运动设计。（2）使用模块的液位控制软件。该软件系统基于多功能操作系统，具有多级递阶设计思想，具有开放性。该系统基本分为三个层次：计算机化系统、宪章和应用系统。（3）工业机器人故障诊断和维护技术。通过将数据和信息结合起来，对工业机器人的运行故障进行了科学诊断，并采取了良好的维修措施，确保工业机器人的稳定运行。

3 智能制造中的工业机器人技术应用

3.1 零件加工

将工业机器人技术应用到零件加工中，可以有效地提高零件的精度，加快生产速度。具体来说，工业机器人技术的应用促进了机械制造领域自动化的逐步发展，机械设备在实际生产中发挥着重要作用。机械设备的应用可以克服恶劣环境带来的压力，可以快速完成手工操作困难的生产环节，从而保证生产过程的有序进行。由此可见，工业机器人技术完全满足了行业智能化生产的需求。当前，很多机械制造企业采用传感型智能机器人对零件进行生产加工，即利用计算机对生产过程的传感信息进行控制和处理。

3.2 自动化生产

工业机器人广泛应用于铸造、铣削、磨削、切割、装配等制造自动化领域。许多工厂和车间基本解放了人力，实现了无人化和全自动化。在铸造生产过程中，机器人技术利用3D打印技术的原理，使金属形状在更短的时间内快速成形。制造的产品精度不仅满足要求，而且减少了传统金属熔炼过程中对工人身体的损伤，保证了铸造生产的安全性和可靠性。传统上，研磨和抛光依靠人力，这需要大量的能源和财力，无法保证成品的质量。材料去除是机器人的一项强大技术，它改善了传统工艺的缺陷，适用于各种金属材料，扩大了使用范围，保证了材料抛光表面的精度。铣削机器人应用于柔性自动零件加工生产线，可自动检测加工产品，筛选不合格产品，构建完整的柔性自动生产线。随着科学技术的不断发展，阻尼控制系统的出现使得切割机器人发挥了巨大的优势，优化了定位性能，改善了切割过程，使切割过程中的切割流越来越细。在自动化制造生产过程中，装配机器人使用柔性自动化的组装系统，发挥了其高精度的优点，实现了机器人操作机、控制系统、执行系统及传感系统的科学配合，保证了产品制造效率与质量。

3.3 仿真与离线编程

自主智能机器人具有适应性强的特点，可以独立完成加工控制，无需任何外部控制。同时，它能准确识别周围环境状况，并结合环境因素自动调整自身参数，使智能化生产活动有序进行，从根本上减少突发事件的发生。在机械产品的实际加工中，自主智能机器人的应用范围逐步扩大，不仅可以有效解决复杂问题，而且可以弥补传统数控机床的不足。例如，智能机器人可以实现离线编程目标。在弯曲金属板材加工过程中，CAD图形仿真方法可以与离线编程的CAD信息辅助相结合，以此来完成单元设计工作。同时，将智能机器人作为机械产品加工载体，投建自动化处理系统，可以对2D零件、3D零件进行精准加工。在此过程中，智能机器人充分体现了自身自主性优势，有利于提高加工方案的精准性。

3.4 故障诊断

由于外部环境因素或人为因素的干扰，电气设备在日常运行中不可避免地会发生异常变化，故障现象呈现多样性。手动故障诊断和定位需要很长时间，使整个电气系统难以正常工作，造成严重的经济损失。为了解决人工故障诊断和定位耗时的问题，工业机器人技术的应用可以改变传统的依靠人的感官感知电气设备异常，通过工业机器人技术实时收集、分析、存储设备在运行过程中所产生的数据信息，如电气设备的电压、电流、功率、温度等运行参数，根据异常参数信息进一步确定电气设备的故障类型和位置。工业机器人技术的应用简化了电气设备故障诊断的流程，也为故障定位提供了更为准确、可靠的信息。

结束语

综上所述，对智能制造中的工业机器人技术的研究，将有助于了解我国工业机器人的不足，解决我国与国外技术相比的不足。未来，我国智能制造业应加强人才开发能力，增强机器人的功能、性能和系统集成能力，充分整合外部信息，提高机器人人工智能水平，以增加使用工业机器人的全部价值，并提高我们智能制造业的竞争力。

参考文献：

[1] 马飞,焦锐丽,李阁.智能制造背景下工业机器人新技术的应用与发展现状[J].湖北农机化,2020(04):64.

[2] 陶昌隆.工业机器人技术在智能制造领域中的运用研究[J].中国设备工程,2019(18):201-203.