摘要：智能制造系统可以在确定性受到限制或没有先验知识的、不能预测的环境下，根据不完全的、不精确的信息来完成拟人的制造任务。工业机器人是集机械、电子、计算机、传感器、人工智能、控制技术等多学科先进技术于一体的复杂智能机器。本文通过对生产线上工业机器人的应用介绍，初步探讨了工业机器人在智能制造中的应用前景。工业机器人的应用提高了工作效率，减少了人力成本，增加安全系数，提升质量控制系统的能力，而且能够缩短生产准备周期和改善劳动条件。
关键词：智能制造；工业机器人；冷轧生产线；应用介绍；应用前景
引言
随着信息化技术的发展以及各行业对工业生产效率要求的不断提升，工业机器人逐渐发展并被应用到了智能制造行业。工业机器人的应用表明我国的智能制造技术水平正在不断提高。因此，有必要对工业机器人的应用现状进行分析，并根据智能制造行业的发展需求提出相应的发展建议。
1工业机器人的优势及目前在国外的应用现状
1.1工业机器人的应用优势
在制造行业中，工业机器人的应用优势主要体现在“自动化”、“安全化”以及“高效率”三方面。单就自动化而言，与传统的人工生产相比，工业机器人可在计算机的控制下自动执行相应的动作，实现自动化生产。从安全的角度分析，工业机器人的设计更加精密，且具有完善的故障预警机制。将其应用到制造过程中，将能够有效降低故障率，预防人员伤亡。从制造效率方面分析，与手工操作相比，工业机器人的动作频率更高，因此，生产效率同样较高。
1.2工业机器人的国外应用现状
工业机器人的各项优势，使其得到了世界范围内受到广泛重视。与国内相比，国外对工业机器人的应用率更高，且技术相对更加成熟。目前，国外著名的工业机器人公司主要包括ABB、KUKA、FANUC、Yaskawa以及AdeptTechnology等。上述公司所生产的机器人涵盖“分配机器人”、“点焊机器人”、“装配机器人”以及“搬运机器人”等多品种，分别已大规模应用到“物流”、“焊接”、“零件组装”、“货物搬运”等多种行业。
2工业机器人在国内应用的发展历程及现状
2.1工业机器人在国内应用的发展历程
在国内，工业机器人的应用主要集中在汽车、工程机械、电子电器生产等。以汽车行业为例，据统计，一辆汽车的车身焊点，处于3000至4000个之间。目前，国产汽车中，每辆汽车60%的焊点，均由点焊机器人所负责。国内某汽车厂商的生产车间，点焊机器人已达到了150台。工业机器人投入至制造业的初期，由于技术水平欠完善，很难保证焊接质量。截止到2017年，我国工业机器人的使用率，已提升到了75%。我国所应用的工业机器人，定位精度已明显提升，持重力已提升至490~980N。表明国内对工业机器人的应用，正处于不断进步之中。
2.2工业机器人在国内应用中存在的问题
结合本文的分析可知，将工业机器人应用到智能制造行业，能够有效提高行业的生产效率以及生产精度，提高行业的竞争力。工业机器人在国内应用存在的问题主要体现在“国产机器人精度及性能偏低”、“研发及应用人才储备不足”、行业应用水平不均衡、“信息利用率有待提升”以及“智能化水平有待进一步增强”等方面。可见，为使工业机器人的优势能够得到充分的发挥，积极解决上述问题是关键。
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3未来机器人应用发展方向的展望及建议
3.1提高职业教育人才培养力度
工业机器人的设计以及应用对国家的人才储备具有较高的需求。我国需加大力度培养相关行业的人才，为机器人的普及以及国家智能制造水平的提升提供保证。例如：各职业院校可在“自动化专业”中，增加机器人研发、机器人应用及系统集成、人工智能的专业培养课程。通过上述课程，培养人才对工业机器人结构、自动化控制以及程序编写知识的掌握水平，使我国智能制造行业工业机器人设计水平得以提高，使其性能得以增强。
3.2完善国产工业机器人的功能、性能及系统集成
目前，我国工业机器人虽具有较强的动作执行能力，但运动精度、应用功能及性能与国外相比还有一定差距，无法与人工协作作业，且关键零部件还是以进口为主。考虑到机器人的零件性能，属于影响其整体性能以及智能化水平的主要因素，建议加大机器人关键零部件的研发，提高机器人应用系统集成能力。将伺服电机、减速机及机器人控制软件等作为重点研发项目。同时可大力推广各行业的工业机器人应用，支持各系统集成企业充分结合各行业的不同工艺要求，为最终用户提供功能稳定、性能优越的机器人应用系统。
3.3充分结合各领域的外部信息
制造行业领域众多，零件焊接、货物搬运、货物分配等不同行业，对工业机器人的要求各不相同。目前，我国所应用的工业机器人功能较为单一，主要以焊接，搬运码垛为主。如未给予优化，将进一步增加设计及应用成本。未来，建议我国智能制造行业，统一收集并整理各领域的外部信息，解决上述问题。例如可以设计能够更多地接收外部信息的机器人，使其能够通过各种传感器器如激光、视觉、3D、声音等等，让机器人的功能更强大。在提高设计信息利用率的同时，提高我国智能制造行业的发展水平。
3.4提高工业机器人的人工智能水平
未来，我国应加强对工业机器人智能化问题的研究，提高机器人的人工智能水平，提高智能制造水平。以手机制造行业产品质量检验的过程为例：当前国内的工业机器人，虽具有产品分配的功能，但却无法对手机进行精细化的检验。未来，可以将“智能化识别”的功能，纳入到机器人的设计中，在此基础上，通过光谱技术，识别手机表面的划痕，进而将存在缺陷的产品剔除。
4无人行车的应用
一台行车要完成一次钢卷调运，需要一名行车工操控行车，一名库位工找准库位，通过对讲机和吊运计划单传递吊运信息。然而一台无人驾驶的行车，只需编制好生产计划、转库吊运计划，系统就能自动分配任务并设定行车行驶路线完成吊运作业，无人行车的路线可以自动进行优化计算，缩短了吊运路程，最大程度的减少能耗。无人行车平稳的抓起一卷带钢，一分钟后便能完成钢卷实物入库和信息同步。无人行车的吊运作业指令均通过网络传输，提高了无纸化作业的程度，降低了吊运出错率。无人行车的精确定位、轻装轻卸和抗浪摆技术，可以最大程度的保证钢卷质量。无人行车按照程序预定的安全作业流程进行作业，杜绝违章吊运，安全系数提高。实现信息流和物流的一致，消除了由于人为因素造成的产品异材。
5结语
综上所述，对工业机器人在我国智能制造中的应用现状的研究，有助于了解我国工业机器人在性能以及技术水平等方面存在的缺陷，了解我国技术相对于国外技术存在的不足。未来，我国智能制造行业应提高人才培养力度、完善机器人功能、性能及系统集成、充分结合外部信息、提高机器人的人工智能水平，以达到全面提高工业机器人使用价值、提高我国智能制造行业竞争力的目的。
参考文献：
[1]王欣.工业机器人在智能制造中的应用[J].山东工业技术，2019（10）：67.
[2]贾立刚.智能制造装备视觉检测控制方法探究[J].南方农机，2019，50（04）：45
[3]于帅.汽车智能制造中机器人的应用[J].通讯世界，2018（09）：276-277.
[4]戴家鹏.工业机器人在智能制造中的角色[J].Engineering，2018，4（04）：27-39.
论文作者:吴阳,宁业林
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
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