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摘要：近年来，我国各行各业都在向着自动化、智能化的方向发展，制造业也不例外。目前，工业机器人已在制造业中广泛投入应用，很大程度上提升了制造业自动化和智能化水平。本文主要就工业机器人在制造业中的具体应用情况以及其发展前景进行了相关的阐述和分析。
关键词：工业机器人；制造业；发展前景
制造业是为国民经济发展提供技术装备的基础性产业，其整体能力和水平决定着一个国家或地区的经济实力和综合实力。。工业机器人以机电一体化为基础，是综合机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能、控制技术等多种学科的先进技术于一体的复杂智能机器，是我国《中国制造2025》中十大重点发展领域之一，具有工作效率高、稳定可靠、重复精度好等特点。工业机器人技术的成熟，不仅能够带动我国工业自动化水平的全面提升、还有助于传统行业转型升级、为我国高端装备的制造提供助力。
工业机器人的发展十分迅速，目前已在制造业生产自动化中得到广泛应用，如拾取和放置、设备看护、包装码垛、质量检测、焊接、抛光、研磨、去毛刺等。
一、工业机器人在制造业中的应用
（一）焊接机器人
在产品制造的过程中，焊接是比较常用的一种工艺技术，其具有劳动强度大、精密性要求高的特点，且操作环境比较恶劣，人工操作不仅会影响产品质量，还会危害工作人员的身体健康，用焊接机器人进行产品焊接可以解决以上问题。根据应用场合的不同，焊接机器人可以分为不同的种类，其中多关节机器人普遍可以在空间自动度范围内执行各种动作，也可随意调整焊接墙的位置与姿态，是目前应用最为广泛的一种焊接机器人[1]。
在工业机器人应用过程中，焊接机器人的应用通常可以分为两种，一种是点焊，另一种是弧焊。在焊接机器人的应用初期，其在汽车制造领域的应用比较广泛且得到了快速的发展，在汽车底盘、导轨、液力变矩器等构件的焊接方面，具有良好的技术效果。例如，一汽捷达的汽车车身焊接就利用了焊接机器人，其自动化水平超过80%，利用机器人的搭接和角接进行安全部件的焊接处理，不仅提升了汽车的生产效率，也保障了生产安全性；丰田公司则以点焊为主要技术标准，有效提升了焊接的效率和质量。而且可以针对车体的各个部位选择不同种类的焊接机器人进行焊接处理[2]。
由于现在焊接作业愈加复杂，产品对接缝精度的要求也在不断提升，焊接机器人技术也在优化提升，比如在机器人身上安装位移传感器、速度传感器视觉、激光等传感器设备，从而对焊缝进行自动化的跟踪处理，确保焊接轨迹和顺序能够随时变更，且不会发生任何质量问题。目前，奔驰、大众等轿车的生产都采用了机器人焊接工艺。不仅在汽车制造行业，在摩托车、铁路机械等领域，焊接机器人的应用也十分广泛。
（二）搬运机器人
随着人工智能技术的进步，人工智能也应用在了机器人控制和命令的领域中，进而利用机器人实现自动化的搬运处理，搬运机器人在制造业、电子、物流等行业中已经有了十分广泛的应用，且技术相对成熟。目前，从全球范围来看，已用于搬运的机器人超过10万台，常用的搬运机器人为ABB公司生产的IRB4400，该型号机器人可以搬运大型和重型货物。。从发展趋势来看，其未来也会广泛应用在医药、化工等行业，尤其是化工行业，具有危险性和毒性，人工搬运存在很大的安全隐患，使用机器人搬运的方式，在减少安全隐患的同时，也能提高效率、控制成本。
搬运机器人涉及多个学科和技术领域的应用，六轴和四轴搬运机器人的研究最为常见。六轴搬运机器人可用于重物搬运，其中包括重型夹具、发动机启动等。KUKA公司研发生产的搬运机器人，可以搬运1300kg的货物，垂直作业高度为5m，该搬运机器人在汽车、铸造等行业应用广泛；四轴机器人则以直线运动轨迹为主，作业速度相对较高，可用于包装、码垛等工作。国外普遍采用高速并联机器人的搬运方式，并联机器人的数量为2-6个、以Delta机械手为例，其能够对物品进行任意角度的摆放和拾取，复位精度达到了±0.1mm。较之国外，国内在机器人的研究方面起步较晚，技术经验不足，各类产品还处于探索阶段。在电子制造行业中，其对精度和速度有较高的要求，我国在这方面的研究与发展还相对薄弱。
（三）拾取与放置机器人
拾取和放置等枯燥乏味的操作很容易导致工人出错，而高度重复的肢体动作也容易导致身体的劳累和损伤。实际生产中可以利用带有末端执行器的工业机器人来操作进行拾取和放置等枯燥乏味、重复性高的工作，配有视觉系统的机器人还可以完成从传送带上拾取的工作。
比如在配送中心安装拾取与放置机器人执行拾取与放置任务可提高准确性，减少损耗率，在员工下班的情况下也能处理库存，工业机器人在生产力和灵活性的上的优势，可以解放人类双手，让人类参与到等重要的作业。而且现在国家大力提倡垃圾分拣，工业机器人的发展也有助于帮助垃圾拾取、分拣及放置等。
（四）质量检测机器人
质量检测通常包含对成品零件的全面检测、对精密加工件拍摄高分辨率图片检测、零件与CAD模型的对比确认等。机器人质量检测通常通过机器视觉来实现，固定多个高分辨率摄像头在机器人上可以将质量检测过程进行自动化，并且获得高质量的检测，更加准确的生产批次。搭载视觉系统的工业机器人可以进行三维目标检测、多维随动检测，也可根据工作环境发生改变时的实时决策。随着工业机器人精度、可靠性、适用性等的提高，基于视觉的机器人检测技术和应用，也在逐渐向多领域、多行业、多层次进行延伸，已广泛应用于汽车、机械、电子、物流等行业。
近年来工业机器人的销售量年年递增，据国际机器人联合会（IFR）统计，2016年累计销售8.7万台，同比增长26.6%；2017年累计产量13.1万台，同比增长68%；预计到2022年我国工业机器人销售量将超过27万台。从现代制造业的发展趋势来看，工业机器人有十分广泛的应用前景。以搬运机器人为例，我国已经研制出臂展4m、六自由度关节组成的搬运机器人，其自身重量达到24t，工作半径有3.8m，可以负载3.6t的货物。该机器人虽然体积和重量较大，但灵活性和精度较高，能够解决更多搬运问题，且运行成本相对较低。可见，机器人搬运会逐渐成为常用的搬运方式之一。随着计算机、网络、微电子等技术的不断发展，我国机器人技术也在不断成熟、工业自动化水平也随之提升，并且随着我国工业转型升级、劳动成本的不断升高和机器人生产制造成本的下降，工业机器人的应用愈加广泛，制造水平、精度、可靠性也在不断提升。与人工生产相比，机器人可以改善生产效率和产品质量，对企业的发展有很大的促进作用，未来工业机器人将在制造业中实现全面普及。
结语
综上所述，工业机器人技术作为一项新兴的智能制造技术，可重复作业，解放人类双手，有助于提升制造业尤其是劳动密集型产业提高生产效率和生产质量，大量节省人力、物力，还能减少生产制造过程中存在的各类安全隐患，进而全面提升产品生产的经济效益，推动整个行业的发展和进步，工业机器人在制造业中的应用具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]覃耀凭.工业机器人在制造业中的应用[J].科技展望,2017,27(1).
[2]黄晓辉.工业机器人在制造业中的应用[J].信息记录材料,2018,v.19(08).
[3]黄伟.工业机器人技术的应用及发展[J].中国新技术新产品,No.359(01).