我國工業(yè)機器人技術現(xiàn)狀與產業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略

喬忠銀

摘 要：因為經濟的不斷發(fā)展，給制造業(yè)帶來了巨大的發(fā)展優(yōu)勢，并且隨著科技水平的改變，在制造行業(yè)的生產過程中出現(xiàn)了工業(yè)機器人技術等先進技術，這項技術的產生，成為制造行業(yè)改革和發(fā)展的關鍵，人們也越來越關注工業(yè)機器人技術的應用和發(fā)展情況。所以本文主要針對工業(yè)機器人技術的發(fā)展情況進行分析和討論，根據具體的發(fā)展情況，制定出可行的產業(yè)化發(fā)展措施，并且要為我國工業(yè)機器人技術的發(fā)展提供明確的方向。最終，通過探討有望進一步提高工業(yè)機器人技術的整體水平，為制造行業(yè)的進一步擴大和發(fā)展奠定基礎。

關鍵詞：工業(yè)生產；機器人技術；具體現(xiàn)狀；產業(yè)化發(fā)展策略

科技的進步促進了工業(yè)機器人技術的發(fā)展，在這樣的情況下，機器人技術在制造行業(yè)中的應用也越來越普及，對于制造行業(yè)的進一步發(fā)展，提高生產過程的效率是發(fā)展的關鍵。因此，不僅要重視工業(yè)機器人技術的發(fā)展情況，還要實現(xiàn)將機器人技術產業(yè)化，從而提高產品生產的質量，實現(xiàn)制造行業(yè)的自動化生產。機器人技術已經應用于許多行業(yè)和領域，雖然這項技術的發(fā)展前景比較廣闊，但是在發(fā)展過程中還有許多需要提升的層面，需要解決機器人技術發(fā)展過程中的問題，從而實現(xiàn)機器人技術產業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略。

一、我國工業(yè)機器人發(fā)展的具體情況

目前，我國還屬于發(fā)展中國家，與其他發(fā)展強國相比較，我國的工業(yè)機器人技術發(fā)展的比較緩慢，因為技術水平比較落后，雖然我國工業(yè)機器人技術的發(fā)展進程較短，但是發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展速度比較可觀，在經歷了技術引入、技術創(chuàng)新等階段，工業(yè)機器人技術的發(fā)展已經達到了應用階段。技術水平是工業(yè)機器人發(fā)展的關鍵之處，因此，相關政府非常重視對于工業(yè)機器人技術的完善和創(chuàng)新。在機器人技術的發(fā)展過程中，汽車制造行業(yè)對這項技術的需求比較大，并且機器人技術能夠為汽車生產提供極大的便利。在五年計劃的發(fā)展過程中，政府對于工業(yè)機器人的發(fā)展工作格外的重視，許多頂尖的研究所都在進行工業(yè)機器人技術研究，并且通過不斷的研究，不斷的努力，研究人員在機器人技術的各個方面都取得了巨大的成就，并且當時還促進了其他技術的研究和發(fā)展，比如利用機器人技術進行刷漆、電焊等工作，除此之外，還實現(xiàn)了將機器人用于行業(yè)生產的計劃，促進了企業(yè)生產規(guī)模的擴大，并且在一定程度上推動了當時我國社會經濟的發(fā)展。之后在80年代初到90年代中期，國家加大了對工業(yè)機器人技術的研究力度和資源投入，這個時期是工業(yè)機器人技術得到快速發(fā)展的階段，并且機器人技術逐漸趨于成熟，能夠應用于各種領域的生產過程，發(fā)揮該項技術的生產優(yōu)勢，促進各行各業(yè)的壯大和發(fā)展。工業(yè)機器人技術發(fā)展至今，這項技術的應用范圍在不斷的擴大，并且能夠應用于更多的領域，機器人的用途不再只局限于工業(yè)，慢慢的也在向商業(yè)發(fā)展中滲透，工業(yè)機器人的商業(yè)化發(fā)展恰好能夠為這項技術的產業(yè)化發(fā)展奠定堅實的基礎。

由于我國工業(yè)機器人技術的發(fā)展歷史較短，所以和發(fā)達國家的技術相比較，我國的工業(yè)機器人技術差距比較明顯，除此之外，我國的工業(yè)機器人技術還需要進一步的突破，因為生產機器人的許多核心部件都由其他國家生產，在這些方面，我國的工業(yè)機器人技術的發(fā)展一直在受制于人。由于這些原因，致使我國的工業(yè)機器人生產成本普遍偏高，導致機器人在同類的市場競爭中不占優(yōu)勢；另外，我國工業(yè)機器人的研發(fā)和生產過程缺少團隊協(xié)作，導致我國工業(yè)機器人的質量參差不齊，生產規(guī)模也比較小，不具有競爭力；最重要的是，我國工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展缺乏引領方向，發(fā)展態(tài)勢比較弱。

二、機器人的具體用途

（一）用于焊接工作

機器人通常被用來進行一些焊接工作，這項工作對于機器人來說難度較小，并且耗費的資金成本較少，一般來說，機器人可以進行點焊和弧焊兩種焊接工作。在進行點焊作業(yè)時，需要焊接的部件形狀不是統(tǒng)一的，也就是說，機器人需要很靈活的焊接不同形狀的金屬部件。這就要求機器人能夠準確的找對焊接點，精準的進行焊接工作。在進行焊接工作時，所用到的焊接工具大多數比較厚重，所以機器人的機械手腕需要非常靈活，并且活動范圍也不能過于局限。而弧焊作業(yè)在汽車制造過程中比較常見，當焊接部件的形狀不規(guī)則或者兩個部件之間的縫隙比較大時通常會進行弧焊作業(yè)，針對這種情況，需要采用特殊的機器人進行焊接作業(yè)，在焊接過程中，如果需要連接的部位可以被準確的固定，那么這個時候就可以提前將三維軌跡示意圖展示給機器人，然后由機器人進行焊接工作。但是在進行弧焊作業(yè)時，許多機器人都會裝有一個位置傳感器，這個傳感器能夠為機器人提供焊接的軌跡和相關信息，從而幫助機器人更準確地進行焊接作業(yè)。

（二）可以用于噴漆工作

因為噴漆過程具有一定的危險性，所以這個工作不適合人工操作，而機器人可以用于噴漆工作，這樣就可以避免一些安全事故的發(fā)生，比如火災或者漆料的致癌問題，因此，采用機器人進行噴漆作業(yè)能夠保證工人的人身安全。除此之外，機器人進行噴漆工作還有一個最大的優(yōu)勢，就是能夠比人工操作噴的漆料更加均勻，也就是說，工作的質量能夠得到保證，還能夠節(jié)約漆料，降低噴漆工作的成本投入。進行噴漆工作的機器人都能夠穩(wěn)定的完成直線運動，這類機器人一般會由專業(yè)技能較高的技術人員給機器人進行編程工作，從而讓機器人能夠準確的模仿人類的噴漆動作。用于噴漆工作的機器人不需要安裝外部傳感器，但是機器人要能夠準確的識別需要噴漆的部位，然后進行噴漆作業(yè)。

（三）可以用于磨削工作

一般來說，在兩個部件進行弧焊作業(yè)之后，會在連接處出現(xiàn)焊珠，這個時候，為了達到焊接作業(yè)的完整性以及美觀要求，就需要進行磨削工作。這個過程就可以應用機器人來完成，這項工作的程序與弧焊作業(yè)對機器人機械手腕的要求一致，并且只要將焊接工具換成旋轉式砂輪，即可進行磨削工作。另外，機器人進行磨削工作的效率要比人工操作高。有時候金屬部件也需要進行磨削工作，這個時候，只需要將部件的具體尺寸通過編程的方法傳遞給機器人，機器人就可以用旋轉式砂輪削掉部件上的多余部分，從而完成對金屬部件的磨削工作。除此之外，機器人還可以進行磨削工作中的打毛刺作業(yè)，也就是將金屬部件孔周圍的多余材料給除去，為了提高部件的生產效率，在完成鉆孔工作之后，通常會直接用機器人完成接下來的打毛刺作業(yè)。

（四）可以完成對部件的裝卸和傳送工作

機器人最普遍的應用之一就是將某一部件從一個位置轉移到另一個位置，通常會有兩種作業(yè)方式，也就是碼放和卸貨。而機器人進行的其他裝卸作業(yè)，一般會涉及到尚未完工的部件，這個時候機器人需要將半成品部件轉移到機床進行進一步的加工，這項工作不適合人工操作，因為這項工作具有一定的危險性，而對于機器人來說，則不存在這一問題。另外，在金屬部件的加工過程中，會涉及到熱壓加工，這項工作涉及到高溫作業(yè)，并且需要在機床附近進行工作，對于工作人員來說危險性較高，而采用機器人進行作業(yè)則可以避免安全事故的發(fā)生，因為機器人能夠在高溫環(huán)境下進行工作，只要機器人的編程代碼準確，就能避免機器人與其他工具之間的不當接觸，還能夠提高部件的加工效率。

三、對于工業(yè)機器人生產過程中的技術研究

（一）對于靈活操作技術的分析

在制造行業(yè)的生產過程中，應用的機器人都具有操作靈活的特點，這是因為對于機器人機械手腕的設計模仿了人類的手臂，并且機器人的機械手腕感知度比較高，這樣就能夠提高機器人在操作過程中的精準度。通過對機器人控制系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)，機器人能夠通過傳感器感知到工作環(huán)境，并且機械手腕的關節(jié)是相互獨立的，機械手腕的操作能力遠遠的超過了人類的手臂，從而讓機器人的行動更加靈活自如。另外，在對于機器人的高執(zhí)行效率驅動器的研究過程中，優(yōu)化升級相關的裝置，能夠提高機器人工作的準確度，還能夠保證機器人工作的連續(xù)性。但是在優(yōu)化升級機器人的驅動器時，不僅要關注制造材料的基礎性能，還要特別關注機器人行動的穩(wěn)定性，并且在保證穩(wěn)定性的基礎上，提高機器人操作的靈活度。

（二）對于自主導航技術的分析

目前我國對于自主導航技術的研究還不夠深入，因為這項技術是工業(yè)機器人發(fā)展的核心技術，所以還需要科研人員對其進行進一步的研究。機器人在許多作業(yè)過程中都會用到自主導航技術，比如行車過程，在這個過程中，機器人需要識別障礙物等具有危險性的物品。另外，許多種類的機器人在生產過程中都需要用到自主導航技術，比如負責裝卸任務的運輸機器人、用于建筑工程的機器人等。

（三）對傳感技術的分析

在工業(yè)機器人技術的發(fā)展過程中，需要進一步的研究機器人的感知系統(tǒng)，從而讓機器人能夠通過傳感系統(tǒng)及時的檢測工作環(huán)境的狀態(tài)，感知工作人員的行動，從而提高機器人工作過程的準確性和穩(wěn)定性，一般情況下，機器人的感知系統(tǒng)會包括傳感器和情緒模型，這種類型的機器人大多數會應用于裝配工作，擁有高精端的傳感技術，能夠確保機器人工作過程的效率和穩(wěn)定性，也能夠降低機器人在工作過程中出現(xiàn)故障的概率，減少機器人的磨損和消耗，在一定程度上也避免了機器人維修和保養(yǎng)工作的資金投入。

四、針對我國工業(yè)機器人產業(yè)化發(fā)展的具體舉措

（一）國家需要給予工業(yè)機器人行業(yè)最大的支持

首先，工業(yè)機器人的應用在一定程度上代表了我國的科技水平，其次，它也是國家重點關注的新興行業(yè)，所以，在政策和執(zhí)行方面，需要給予工業(yè)機器人行業(yè)最大的支持。要統(tǒng)籌考慮工業(yè)機器人的發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展方向，除此之外，相關部門以及研發(fā)人員都應該貫徹落實國家對工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，吸取先進國家工業(yè)機器人的發(fā)展經驗，避免過度建設和資源浪費的情況發(fā)生，另外，在機器人的發(fā)展過程中，不能操之過急，不能因為擴大生產規(guī)模而忽略相關技術的研發(fā)，需要綜合考慮，審時度勢，做到科學有序的發(fā)展，并且形成工業(yè)機器人發(fā)展的制度體系，通過政策支持進一步的推動工業(yè)機器人的產業(yè)化發(fā)展，為了達到這個目標，各個區(qū)域的政府需要進行協(xié)調工作，完善工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展的策略，加大對機器人技術研發(fā)的資金投入，從而為我國工業(yè)機器人的產業(yè)化發(fā)展提供物質基礎和精神基礎。

（二）研究人員要努力攻克技術難關

攻克核心技術難關是促進我國工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展的關鍵，但是在機器人的控制系統(tǒng)、高精密減速器等技術方面還存在著許多問題，核心技術的差距影響了我國工業(yè)機器人的發(fā)展情況。在此基礎上，國家應該加大對核心技術的研發(fā)成本投入，鼓勵研究人員不畏艱難，勇于挑戰(zhàn)，在研發(fā)過程中不斷完善創(chuàng)新，為研究人員攻克技術難關提供有力的支持，只有解決技術難題，才能夠進一步地推動我國工業(yè)機器人的產業(yè)化發(fā)展。在制造行業(yè)的發(fā)展過程中，許多企業(yè)會突出強調工業(yè)機器人的優(yōu)勢和應用價值，以提高產品的質量為基礎，才能夠推動工業(yè)機器人的產業(yè)化發(fā)展。所以，為了實現(xiàn)這個目的，就需要對工業(yè)機器人技術進行不斷的創(chuàng)新，首先就要運用高質量的生產材料，提高機器人機械手腕的操作靈活度，在此基礎上，利用相關的導航技術實現(xiàn)機器人的精準作業(yè)，在提高工業(yè)機器人的質量的同時，還要注意降低生產的成本。另外，通過人機交互技術，讓機器人精準的模仿人類的操作流程，從而實現(xiàn)機器人在操作過程中的準確性和穩(wěn)定性，在完善相關技術的基礎上，企業(yè)需要針對機器人制定新型的商業(yè)模式，促進工業(yè)機器人的產業(yè)化發(fā)展。

（三）提高工業(yè)機器人發(fā)展市場的影響力

為了推動我國工業(yè)機器人的產業(yè)化發(fā)展，需要對目前的市場有足夠深入的了解，從而根據市場的真實需求確定工業(yè)機器人產業(yè)化發(fā)展的方向，然后加大對工業(yè)機器人生產技術的資金投入，提高人力物力資源的投入成本，從而為工業(yè)機器人的產業(yè)化發(fā)展提供充足的物質支持，并且還能夠讓消費市場意識到工業(yè)機器人的應用特點和優(yōu)勢，在一定程度上提高市場對于工業(yè)機器人的需求。根據我國工業(yè)機器人發(fā)展的具體情況來看，制造行業(yè)的發(fā)展?jié)摿薮?，發(fā)展趨勢比較明顯，因此，國家和相關企業(yè)需要足夠的重視工業(yè)機器人的發(fā)展狀況，從而加快我國工業(yè)機器人產業(yè)化發(fā)展的速度。

五、明確我國工業(yè)機器人技術發(fā)展的具體方向

（一）推動機器人的智能化發(fā)展

工業(yè)機器人技術具有獨特的應用特點，那就是自動化的操作過程，也就是說，機器人代替了人工操作。由于我國科學技術水平的進一步提高，為工業(yè)機器人技術的發(fā)展提供了強大的技術支持，并且機器人的發(fā)展逐漸趨于智能化，在操作過程中，機器人的思想行動力可以像人類一般，具有獨立思考的能力并且具有一定的判斷力，所以機器人在進行作業(yè)時，可以結合具體情況自行做出合適的選擇，雖然少數類型的機器人具有智能化的思想，正是因為機器人的自動化操作過程為許多行業(yè)帶來了無限的發(fā)展?jié)摿?，所以，研發(fā)人員需要在促進機器人的智能化發(fā)展問題不斷努力，從而讓機器人能夠更好地發(fā)揮自己的應用優(yōu)勢。

（二）研發(fā)不同類型的工業(yè)機器人

隨著社會的不斷進步，各個行業(yè)和領域對于機器人的需求在逐漸增加，并且國家對于機器人的研發(fā)工作也格外的重視，所以，科研人員可以從事一些不同類型機器人的研發(fā)工作，比如微動機器人，因為這種類型的機器人可以極大的提高工作過程的精確度，并且能夠在不同的工作環(huán)境下進行工作，也就是說，這種類型的機器人對工作環(huán)境的要求比較低。國家對于工業(yè)機器人技術的研究逐漸深入，所以在考慮市場需求的基礎上，需要加強對于新型機器人的研發(fā)工作，這也是我國工業(yè)機器人技術發(fā)展的一大方向。

（三）不斷完善機器人的協(xié)調控制系統(tǒng)

在制造行業(yè)的發(fā)展進程中，未來的生產過程會用到越來越多的機器人進行生產操作，雖然機器人能夠實現(xiàn)自動化生產，但生產過程還是離不開人工操作，因為需要專業(yè)的工作人員控制機器人的操作，并且負責為機器人下達指令等工作，也就是說，未來的制造行業(yè)會處于人類和機器人共存環(huán)境中。為了節(jié)約人力資源的成本，提高生產過程的生產效率，可能會出現(xiàn)一個工作人員同時操控多臺機器人的情況，這就要求工作人員需要合理的協(xié)調機器人的工作任務，并且要求機器人具有完善的控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)工作人員對機器人的全面操控。由此看來，協(xié)調控制系統(tǒng)的存在非常重要，因為這個系統(tǒng)是人類與機器人之間的有效連接，并且能夠促進人類和機器人和諧的共存關系，所以，研發(fā)人員需要進一步的完善機器人的協(xié)調控制系統(tǒng)，提高協(xié)調控制系統(tǒng)的各項性能。

六、結束語

根據我國工業(yè)機器人技術的發(fā)展情況來看，雖然我國的工業(yè)機器人技術的發(fā)展速度比較快，但是整體的技術水平與西方國家相比，還存在著一定的差距。在這樣的情況下，國家需要大力支持工業(yè)機器人的發(fā)展，積極借鑒國外的發(fā)展經驗和先進技術，完善工業(yè)機器人的發(fā)展政策，制定產業(yè)化發(fā)展的規(guī)劃，鼓勵支持科研人員對核心技術的研究工作，并且還要進一步的確定我國工業(yè)機器人技術的發(fā)展方向，朝著正確的方向發(fā)展工業(yè)機器人技術，用實際的行動推動我國工業(yè)機器人技術的產業(yè)化發(fā)展。

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