工业机器人技术应用与发展

2020-12-13陈靖

电子元器件与信息技术 2020年9期

陈靖

（湖南吉利汽车职业技术学院，湖南湘潭 411100）

0 引言

工业革命将人们引入了现代文明，对人类历史而言有着重大的意义，它是对人类生产方式的重大变革。十八世纪的第一次工业革命被人们称作“蒸汽时代”，20世纪初的第二次工业革命被人们称为“电气时代”，都为人们的生活带来了翻天覆地的变化。而计算机的发明更是拓宽了机器设备的应用，开创出了数字控制机器的新时代。随着技术的进步人-机已经能够分离，人们不用再成为机器的附属品，电子信息技术的应用可以说是“第三次工业革命”。我国对于工业机器人的开发非常重视，经常在国内举办一些智能设备研发的比赛，有效地改善我国的生产现状，并且从侧面反映了国家的综合实力[1]。

1 工业机器人在如今社会的应用

1.1 船舶焊接

焊接在工业生产领域的出现频率是很高的，它是常用的工业机器人生产技术之一，在船舶、汽车领域当中的应用比较多。尤其是船舶制造业中发挥着难以替代的作用，在大体积的船舶建造过程中，规范的通过移动焊接机器进行操作。焊接时机器人能够通过相关的技术完成既定的工作，凭借使其传感器的反馈自主完成作业，有效地提高了焊接工作的质量。而且还可以引入无线通信技术，在计算机设备上设置好相关的参数，在移动设备上就可以完成自动化焊接操作[2]。

1.2 汽车制造

工业机器人在汽车制造业中也有着很广泛地应用，通过与汽车生产技术的有效结合，为汽车领域提供良好的技术支持。而且工业机器人会提升数控机床的运转效果，以此来满足汽车制造生产的多种要求。在实际的生产加工过程，工业机器人会对汽车制造业的锻造、清理和运输等环节造成影响，能够大大提升汽车制造生产的效率[3]。

1.3 生产搬运

实现自动化是应用智能设备的主要目的，制造业为了提升自己的生产效率，会在生产包装流程中设立物流线。而具有搬运功能的机器人会被设置在其中，不仅能够有效地加强物流线的效率，而且能够减少生产过程中的失误。因此，这种搬运机器人常常用于对重量和频率要求高的情况中，例如搬运、装箱和分拣等[4]。

1.4 自动化装配线

自动化装配线的要求是非常严格的，相关的工业机器人种类很复杂，一般表现为平面关节型和直角坐标型。例如在对摩托车发动机进行装配时，就能够合理地应用工业机器人来作业，更好地实现相关的自动化功能。这在一定程度上提升装配环节的效率，而且能够保证零配件生产的质量，并且有些避免了工件损伤的情况。除了上面的这几种工业机器人，双臂机器人在自动装配线中的出场频率更高。例如目前最受欢迎的YuMi双臂机器人，在小型零配件生产中配备了合金手臂，能够更好地模仿人类的肢体动作。而且它的安全系数也非常高，在受到冲击时会自动停止工作，有效地避免了装配工作出现事故[5]。

2 国内外工业机器人格局和趋势

通过各种渠道的数据调查，2019年的机器人行业销量达到了惊人的42.1万台。如果对这些数据进行整合后不难看出，机器人客户虽说有了一定的变化，但是主要还是集中在汽车工业。其占了安装总量的30%，要远远领先于在其他领域中的应用。通过上述数据的统计可以看出，工业机器人呈现出日益增长的趋势，而且在自动化和持续技术方面不断创新。在2005-2008年工业机器人年均销售11.5万台，在受到金融危机的冲击后有了一定的缩减，达到了6万台的年均销售量。而在2010年开始对工业机器人技术方面进行革新，安装数量已经提升到了12万台。在2018年这一数字上涨到到了峰值，虽说在一定程度上呈现出放缓的趋势，但是仍旧处于向上增长的趋势。工业机器人在世界范围内有五个主要的市场，分别是中国、日本、美国、韩国和德国，这些国家占据了全球工业机器人的74%。中国由于近年来科学技术的不断进步，一跃成为了工业机器人的最大市场，仅在2017年就达到了安装总量的36%。2018年的安装数量虽说有所降低，但是仍旧比欧洲和美洲安装的机器人总数要多。日本在2018年的机器人安装量增加了21%，已经达到了新的峰值。美国在2010年的工业机器人安装量是40373台，与前一年相比提升了22%。

3 中国机器人新一年的情况

通过相关部门出示的数据显示，我国的在2019年1-12月已经生产了18.69万套工业机器人，相比之下降低了6.1%。当年的12月份达到了工业机器人生产量的峰值，同步之下增长了15.3%。销量排名第二的是11月份，仅单月销量就达到了1.61万套，同比增长了4.3%。而销量最少的这是当年的4月份，月销量只有1.29万套，同比下降了7.3%。专家通过对我国现阶段工业机器人生产领域进行分析，认为要加大在机器人下游应用领域的投入，慢慢地让机器人产品的价格降低，国家也应该多推行相关的政策对其进行扶持。而且该行业内部的竞争非常激烈，国外的公司掌握着机器人生产的核心技术，导致了国内的机器人生产成本都很高。值得注意是经过这些年的发展，我国已经成为全球最大的工业机器人实测，各大国外企业都来华建厂。并且该行业已经慢慢趋于饱和，新进入国内的企业还要面对强力的竞争，在发展方面具有一定的局限，需要进行反复地思考之后再决定要不要投资。

4 对机器人产业市场前景需求分析

4.1 机器人产业已上升至国家级战略层面

欧美发达国家对于智能设备的研发比较早，而且在机器人产业的投入也很多，为工业机器人的发展推出了一系列的战略规划。我国对于工业机器人的研发起步较晚，而且正处于建设创新型国家的决定性阶段，必须从科学技术方面进行不断创新，带动工业机器人研发工作的进展。所以我国工业机器人生产的核心是对技术的创新，以此来创造出中华民族自己的品牌，对于我国的经济发展来说有着很大的帮助。能够充分地体现一个国家的制造业和经济发展水平。机器人研发就是最新一次的工业革命，为人们的生活带来更深远的影响，将机器人产业发展推向国家战略层面[6]。

4.2 中国制造向工业强国

中国制造是我国现阶段工业机器人生产的核心内容。机器人制造行业要严格遵守上级部门的要求，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，最终完成我国从制造大国向制造强国的转变。但是这个过程不是一蹴而就的，需要企业在长期的生产中脚踏实地，慢慢地促进工业化和信息化深度融合。企业可以充分地利用网络化、数字化、智能化等技术，以此来在同行业的竞争中获取优势，加快制造行业转型升级的速度。并且规划中多次出现了“互联网+”，还提出了相关的“工业互联网”概念。只有顺应信息网络技术的发展，对工业机器人生产做出一定的调整，才能够使制造业抓住新一轮产业革命的机遇[7]。

4.3 中国机器人产业发展趋势

通过对我国工业机器人产业进行分析，可以看出其未来的发展将会伴随劳动力的结构性短缺，而且相关的劳动力成本也会不断提升。我国劳动红利的时代已经悄然成为了过去式，转型升级才是当前工业机器人产业发展的要求，也将我国带入了机器人产业的春天。但是由于我国技术的缺陷已经起步较晚，我国的工业机器人密度要远低于欧美先进国家。中国的工业机器人需求和供给尚未确立合理的关系，但是巨大的未来发展空间会有利于产业集中资源，推动工业机器人产业在我国的进一步发展[8]。