【工業(yè)機(jī)器人在各大行業(yè)中的應(yīng)用研究4800字】

工業(yè)機(jī)器人在各大行業(yè)中的應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-2"\h\u25802摘要 127983一、引言 127313二、工業(yè)機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)與分類 232107（一）工業(yè)機(jī)器人組成結(jié)構(gòu) 230095（二）工業(yè)機(jī)器人的分類 218783三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用 329100（一）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用 317466（二）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用 41566（三）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用 532761四、結(jié)語(yǔ) 620290參考文獻(xiàn) 7摘要改革開放以來(lái)，我國(guó)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)和科技水平有了很大提高，許多新的科技成果在人民生活等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動(dòng)了國(guó)家的繁榮。作為新型高精尖技術(shù)的代表，工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)、民用和軍用領(lǐng)域逐漸興起，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生了積極而重大的影響。工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中提高效率，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，工業(yè)機(jī)器人正朝著數(shù)字化、智能化、人機(jī)協(xié)作、越來(lái)越多的新工業(yè)用戶、小型化和輕量化方向發(fā)展。冒名頂替、無(wú)人值守、智能化的生產(chǎn)模式已成為工廠轉(zhuǎn)型的重要方向。在招聘工人困難、勞動(dòng)力和原材料成本上升、客戶需求日益?zhèn)€性化的背景下，工業(yè)機(jī)器人的智能化和數(shù)字化發(fā)展正在加速。本文分析了工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了深入調(diào)查，以了解目前工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)化中的實(shí)際應(yīng)用。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；技術(shù)發(fā)展；應(yīng)用一、引言工業(yè)機(jī)器人是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)雙重推動(dòng)下的產(chǎn)物，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和人工智能等領(lǐng)域。近年來(lái)，工業(yè)機(jī)器人發(fā)展迅速，工業(yè)機(jī)器人的使用促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)管理的發(fā)展，為生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)了規(guī)范和秩序，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）的數(shù)據(jù)報(bào)告，自2013年以來(lái)，全球范圍內(nèi)的自動(dòng)化生產(chǎn)不斷加速，工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模正以年均12%的速度快速增長(zhǎng)。機(jī)器人的產(chǎn)生已經(jīng)成為未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主流趨勢(shì)。由于機(jī)器人智能的提高，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍不僅在搬運(yùn)、焊接、噴漆、裝配、收集和放置方面，而且在食品、化學(xué)品、家具和家庭方面也有應(yīng)用。建筑業(yè)和其他行業(yè)，如電器和采礦業(yè)，也正在成為工業(yè)機(jī)器人的新工業(yè)用戶。近年來(lái)，由于傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展緩慢和人工智能的影響，企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化，以提高生產(chǎn)效率、管理效率和降低成本。目前，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)主要是朝著人機(jī)協(xié)作、人工智能、新型工業(yè)用戶、數(shù)字化、小型輕量化等五個(gè)方向發(fā)展。新冠肺炎爆發(fā)后，中國(guó)企業(yè)開始熱衷于引進(jìn)機(jī)器人和自動(dòng)化技術(shù)。服務(wù)機(jī)器人通過幫助診斷、快速檢測(cè)、精確測(cè)溫和目標(biāo)識(shí)別，協(xié)助進(jìn)行疫情的智能診斷和治療，減少醫(yī)務(wù)人員的感染風(fēng)險(xiǎn)，提高管理和控制的效率。此外，還進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)制造、物流和配送、餐飲和零售、安全巡邏、康復(fù)和保健方面的價(jià)值。二、工業(yè)機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)與分類（一）工業(yè)機(jī)器人組成結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上可分為兩種類型：并聯(lián)和串聯(lián)。當(dāng)平行結(jié)構(gòu)的一個(gè)軸處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)軸的坐標(biāo)原點(diǎn)保持不變，但序列結(jié)構(gòu)的各軸之間存在相互影響。早期的工業(yè)機(jī)器人大多采用串行模式，但隨著技術(shù)的不斷更新，并行模式逐漸被采用，串行模式的弊端可以得到較好的解決。平行設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人不僅硬度更高，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，能更好地承受建筑的負(fù)載，而且在制造時(shí)也更精確。工業(yè)機(jī)器人通過視覺伺服系統(tǒng)完成感知，通過伺服系統(tǒng)反饋為機(jī)器人提供位置狀態(tài)調(diào)整的依據(jù)。同時(shí)，視覺伺服系統(tǒng)可以進(jìn)一步優(yōu)化工件識(shí)別、產(chǎn)品包裝和質(zhì)量檢測(cè)，提高整體生產(chǎn)質(zhì)量。工業(yè)機(jī)器人感知系統(tǒng)分為兩部分：外部傳感器模塊和內(nèi)部傳感器模塊，為提高機(jī)器人的智能水平和行為能力提供重要支持。同時(shí)，該系統(tǒng)可以獲得人類難以察覺的信息，用于調(diào)整和控制制造過程，從而防止各種異常情況的發(fā)生。（二）工業(yè)機(jī)器人的分類從傳統(tǒng)的做法來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人的分類主要是根據(jù)主要技術(shù)的發(fā)展和環(huán)境承載能力的高低來(lái)確定的。從主要技術(shù)特征來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人通常分為三代機(jī)器人：智能機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人教育和繁殖、離線編程機(jī)器人。持續(xù)更新的工業(yè)機(jī)器人可以帶來(lái)功能的提升和優(yōu)化，在生產(chǎn)和生活中為人們提供更高質(zhì)量的服務(wù)。根據(jù)其工作能力，工業(yè)機(jī)器人可分為超大型機(jī)器人、大型機(jī)器人、中型機(jī)器人、小型機(jī)器人和微型機(jī)器人。在使用過程中，應(yīng)正確分析工作所需的最大標(biāo)稱重量，并根據(jù)手冊(cè)中規(guī)定的最大負(fù)載力選擇合適的機(jī)器人類型，以避免浪費(fèi)資源和損壞在機(jī)器上。在國(guó)家高度重視智能機(jī)器人研發(fā)的背景下，工業(yè)機(jī)器人即將迎來(lái)更好的政策和發(fā)展機(jī)遇，這將為智能機(jī)器人的推廣和應(yīng)用帶來(lái)更大的發(fā)展空間，注入新的動(dòng)能。在研究和開發(fā)工業(yè)機(jī)器人時(shí)，應(yīng)注重分析應(yīng)用范圍、關(guān)鍵核心技術(shù)和最大工作能力等基本屬性，并以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。以應(yīng)用領(lǐng)域作為劃分工業(yè)機(jī)器人的依據(jù)時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人在醫(yī)學(xué)、礦業(yè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如裝卸貨等。它在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用更為廣泛，可以代替士兵在戰(zhàn)場(chǎng)上完成一些危險(xiǎn)的軍事任務(wù)。三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用（一）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用一般情況下，工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中扮演著裝配工、操作員和焊工的角色，主要用于焊接、膠合、弧焊和噴涂。如圖所示，在汽車生產(chǎn)應(yīng)用中，機(jī)器人在不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中所占的比例不同?；『刚?6%，點(diǎn)焊占15%，裝配占22%，油漆、沖壓和鑄造占3％。可以看出，工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中起到了至關(guān)重要的作用。1.焊接機(jī)器人長(zhǎng)期以來(lái)，焊接作業(yè)都是人工進(jìn)行的，這增加了工人的工作強(qiáng)度，導(dǎo)致焊接質(zhì)量參差不齊，嚴(yán)重依賴人的經(jīng)驗(yàn)，不能適應(yīng)汽車制造業(yè)的快速發(fā)展。焊接機(jī)器人可以解決這些問題。焊接機(jī)器人可以非常成功地解決這些問題，準(zhǔn)確和穩(wěn)定地進(jìn)行焊接操作，并將錯(cuò)誤降到最低。焊接機(jī)器人可分為兩大類：點(diǎn)焊和弧焊。點(diǎn)焊機(jī)器人的占地面積小，工作空間大，因此在操作過程中可以適當(dāng)控制焊接點(diǎn)的精度，以確保焊接點(diǎn)的質(zhì)量?；『笝C(jī)器人的工藝比較復(fù)雜，可分為引弧、焊接和滅弧等步驟，但在設(shè)定程序后，這些步驟可以自動(dòng)完成，以確保高效和準(zhǔn)確的焊接。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)和控制技術(shù)的發(fā)展，焊接自動(dòng)化正朝著完全自主焊接的方向發(fā)展。焊接機(jī)器人可以使用視覺傳感器獨(dú)立找到焊縫的起始位置，進(jìn)行電弧跟蹤和自動(dòng)送絲。這確保了準(zhǔn)確和高效的焊接。2.搬運(yùn)機(jī)器人一旦車輛的生產(chǎn)過程完成，處理是非常重要的。搬運(yùn)機(jī)器人可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行精確的定位和搬運(yùn)，不會(huì)對(duì)部件造成損壞，也不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的搬運(yùn)位置。根據(jù)工件的形狀和類型，搬運(yùn)機(jī)器人可以在搬運(yùn)機(jī)器人的末端安裝不同的執(zhí)行器，從而大大節(jié)省勞動(dòng)力成本。3.裝配機(jī)器人在傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)線上，裝配工作通常由人工完成，由于工人水平參差不齊，產(chǎn)出的汽車質(zhì)量無(wú)法得到保證。裝配機(jī)器人可以顯著提高汽車裝配的準(zhǔn)確性，主要是通過傳感器獲取周圍環(huán)境和待裝配物體的信息，并通過末端執(zhí)行器完成裝配任務(wù)。在一些對(duì)精度要求比較嚴(yán)格的裝配環(huán)節(jié)，如擋風(fēng)玻璃的密封和噴涂，裝配機(jī)器人發(fā)揮了關(guān)鍵作用，大大提高了裝配的效率和質(zhì)量。4.噴涂機(jī)器人汽車制造廠的通風(fēng)條件很差，因此有害氣體的涂層很難通風(fēng)。當(dāng)工人長(zhǎng)期處于這種環(huán)境中時(shí)，他們的健康會(huì)受到嚴(yán)重威脅。噴霧機(jī)器人可以成功地避免這一點(diǎn)。噴霧機(jī)器人可以根據(jù)身體的形狀選擇不同的噴霧工具，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的噴霧程序進(jìn)行操作。使用噴涂機(jī)器人不僅可以保護(hù)員工的健康和安全，還可以加快噴涂速度，避免錯(cuò)誤，提高噴涂效率。（二）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用1.電氣設(shè)備控制電氣設(shè)備的控制具有非常專業(yè)的技術(shù)特征，是電氣領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備已成為工業(yè)生產(chǎn)的主體，在電氣工業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。目前，電氣控制在計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能技術(shù)的幫助下，總能實(shí)現(xiàn)智能化，完成設(shè)備控制更加靈活，始終保持最佳工作狀態(tài)，提高工作效率，降低運(yùn)行成本以換取勞動(dòng)力成本和更大的利潤(rùn)。2.電氣日常操作電氣設(shè)備的不當(dāng)操作不僅影響生產(chǎn)效率，而且還會(huì)引發(fā)安全事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了加強(qiáng)電氣設(shè)備的規(guī)范化運(yùn)行和管理，各工業(yè)企業(yè)采取了一系列措施，積極應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動(dòng)化和智能化管理。面對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)和大量的電氣設(shè)備，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人技術(shù)可以簡(jiǎn)化電氣設(shè)備的操作流程，通過鼠標(biāo)和鍵盤完成對(duì)斷路器和電氣隔離開關(guān)的控制，并相應(yīng)地調(diào)整勵(lì)磁電流。通過控制系統(tǒng)掌握電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，根據(jù)獲得的信息支持日常管理，制定科學(xué)可靠的管理方法，有效滿足復(fù)雜的日間運(yùn)行需要，節(jié)省電氣系統(tǒng)的控制時(shí)間，保持較高的控制效率。與以前的控制方法相比，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的支持進(jìn)一步降低了勞動(dòng)成本，并大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。3.故障診斷應(yīng)用由于外界因素的干擾，電氣設(shè)備的運(yùn)行經(jīng)常出現(xiàn)異常，如果不能在短時(shí)間內(nèi)完成故障的診斷和定位，整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)就會(huì)受到影響，造成重大的損害和損失。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在電氣控制方面的應(yīng)用可以收集和處理設(shè)備的各種數(shù)據(jù)信息，甚至可以在功能逐步完善時(shí)完成一些數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。這樣一來(lái)，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化電氣系統(tǒng)的故障診斷過程，更準(zhǔn)確地識(shí)別故障位置，分析和確定故障原因，并在此基礎(chǔ)上采取有效措施解決問題。確保電力系統(tǒng)能夠及時(shí)恢復(fù)。滿足正常運(yùn)行中的生產(chǎn)要求。4.電氣設(shè)備應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中，必須保證電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)符合自動(dòng)運(yùn)行的基本要求，在設(shè)計(jì)中必須分析工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)特點(diǎn)，確定其應(yīng)用方向。電氣設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜性相對(duì)較高，涉及許多學(xué)科和技能?？梢酝ㄟ^計(jì)算機(jī)設(shè)置一些算法，計(jì)算出電氣設(shè)備系統(tǒng)的參數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化電氣設(shè)備控制系統(tǒng)，提高實(shí)際運(yùn)行效率。此外，電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可以被動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以支持電氣控制?；谀M電氣系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的開關(guān)值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)異常，就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，必要時(shí)自動(dòng)關(guān)閉某件電氣設(shè)備，以避免故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。設(shè)備處于安全狀態(tài)，損失被控制在最低限度。（三）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用1.輪式機(jī)器人應(yīng)用組合人類和機(jī)器人之間越來(lái)越多的合作導(dǎo)致了協(xié)作型機(jī)器人的產(chǎn)生，以及這些小型機(jī)器人的市場(chǎng)應(yīng)用逐漸增加。物流機(jī)器人的任務(wù)是在指定時(shí)間和地點(diǎn)完成貨物處理任務(wù)，通常用于倉(cāng)庫(kù)貨物布局、校園、港口和配送服務(wù)中心，也是現(xiàn)代市場(chǎng)上最常見的機(jī)器人類型。機(jī)器人被批準(zhǔn)用于超市、銀行、餐館和服務(wù)機(jī)構(gòu)，內(nèi)部安裝的智能系統(tǒng)可以按照語(yǔ)音或觸摸屏的指示為有不同要求的客戶完成服務(wù)。例如，庫(kù)存機(jī)器人可以自己找到產(chǎn)品并完成對(duì)應(yīng)的工作。它檢查客戶要求的信息，檢索貨物并將其提供給客戶。與傳統(tǒng)的人工操作相比，這種類型的機(jī)器人出錯(cuò)率較低，可以更有效地完成服務(wù)操作。2.機(jī)器人進(jìn)入便利店執(zhí)行自動(dòng)化服務(wù)2020年8月，一個(gè)遙控機(jī)器人在日本東京進(jìn)行了測(cè)試，它被用來(lái)補(bǔ)充物資，以提高效率，彌補(bǔ)人員的不足。這種類型的機(jī)器人形狀類似于袋鼠，可以將產(chǎn)品放在便利店的貨架上。便利店員工可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）設(shè)備遠(yuǎn)程控制機(jī)器人。然后，貨物被運(yùn)輸?shù)降较鄳?yīng)的貨架上。然而，相同物品的擺放速度比手工慢了三秒，因此，便利店的機(jī)器人需要更新和優(yōu)化，將機(jī)器人的速度提高到與手工相同的水平。四、結(jié)語(yǔ)總的來(lái)說，我國(guó)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人是非常必要的，它是應(yīng)對(duì)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇，對(duì)人工智能領(lǐng)域無(wú)疑會(huì)起到推動(dòng)作用。作為一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的項(xiàng)目，它不是一個(gè)人或一個(gè)公司。如果可以單打獨(dú)斗，就要注重加強(qiáng)對(duì)實(shí)際情況的分析，積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，依靠高層的支持。加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)人力資源、核心技術(shù)的創(chuàng)新和突破，用完善的公共服務(wù)成果實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。作者希望學(xué)術(shù)界的每個(gè)人都能繼續(xù)關(guān)注這些課題的研究，結(jié)合實(shí)際情況，從不同角度切入，提出更有效的建議。參考文獻(xiàn)[1]曹聰.工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用技術(shù)[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),2018,000(02X):135-135.[2]劉昭,李紅偉,孫洪霞.工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究,2018,No.17(01):127-128.[3]陳探.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2018,000(001):193-194.[4]劉玉叢.工業(yè)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2018,000(001):83-83