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智能制造与机器人应用关键技术与发展趋势

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摘要:随着经济和科技水平的快速发展，机器人技术现已成为世界自动化技术的大趋势，越来越多的制造企业将机器人智能制造引入车间，未来机器人的智能制造会更多应用于生活生产中的各个领域。此外随着互联网的加入远程控制、网络控制还会对机器人的智能制造产生重大影响。

关键词:智能制造与机器人;应用关键技术;发展趋势

引言

机器人技术现已成为世界自动化技术的大趋势，越来越多的制造企业将机器人智能制造引入车间，未来机器人的智能制造会更多应用于生活生产中的各个领域。机器人在工业领域智能制造中有非常重要的作用，应用最多的机器人是一种多自由度以及多关节机械手的机器人，在智能制造中，这种机器人会按照事先编排好的程序进行运行，他会与连杆机构连接起来，也会与数控机床的伺服轴连接起来，目前为止，这种机器人一般都有智能技术，这种智能技术的应用，可以适当的去对编程进行调整修改。

1机器人的定义

对于机器人，绝大多数人都不会感到陌生，通过电视与网络等途径有或多或少的了解。但就目前来看，虽然机器人已被广泛应用，但世界上对机器人还没有统一、严格、准确的定义，不同国家、不同研究领域给出的定义不尽相同。尽管定义的基本原则大体一致，但仍然有较大的区别。美国机器人协会（RIA）将机器人定义为：“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行各种任务的，并具有编程能力的多功能操作机”。国际标准化组织（ISO）则定义为：“机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具完成各种作业”。我国将机器人定义为：“一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或者生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。就目前而言，各国都比较认可ISO所下的定义，随着机器人技术和人工智能技术的不断成熟，对于机器人的定义将会明朗，逐步统一明确。

2机器人在智能制造中的应用

目前机器人可以应用许多智能制造的企业中去，主要体现在两个大的方面。一方面机器人能在一些恶劣的环境中正常运行，比如：在一些焊接领域，有真空焊接者其他气体环境焊接。还有高温环境下的热处理工艺，压力锻造，冲压成型。还有一些精密加工，如微米级或原子级加工等。还有一些企业的产品在制造的过程中可能会有一些化学上的危害，如有毒有害的气体、粉尘，完全可用机器人来代替，减少人工伤害，避免损失。另一方面是企业数量不断增加，用工数量不断增加，许多的大型产业都需要大量的工人来操作，而人力有限。如在电子技术产品生产线和食品加工生产线上，许多步骤的加工都可用机器手臂来代替，大大减少了人力物力。在这些生产线上，机器人完全可以进行大量的不同的重复次数多的工作。机器人的智能制造为我国工业生产自动化智能化提供了动力源泉，促进了社会的进步。针对某些生产线上智能制造的流程，按零件的走向，可以分为抓取、上料、卸料、夹装、移动和翻转等，这种制造模式十分适用于大批量零件的加工制造，这样能够最大限度节省人工成本提高生产率。智能制造的流程相对来说也不复杂，以一个零件在智能制造生产线的加工过程为例。工作流程开始后，所有机器进行复位检查动作，将生产线的运行模式更换到自动运行模式。自动上料机构将零件从进口处拿出，通过传感器传递信号给机器主机。机器人在取料台上感应系统的命令下，准确进行取料步骤，然后零件进行传送到下一工序，机器人再对零件按程序进行加工，一步一步进行各个机器人的加工，最后加工好的零件被运送到取料台上，然后再进行包装，打标签等步骤最后变成成品，再由机器进行转移放到成品存放区。智能制造生产线上的机器人通常需要进行许多的程序设定设置，例如传感器信号传递软件配置、加工坐标的对准的设置、载荷力的大小设置、零件抓手固定位置的设置、运送位移的校准等。

3机器人技术的发展

机器人技术是人工智能技术的一个重要研究领域，该技术在近几年颇受世界上各个发达国家的重视，可以说在机器人技术的发展水平极大程度上代表了一个国家人工智能领域的强大与否，从某种角度来看这是以国家综合国力的外在体现。谈及机器人技术就必须正是该技术在其他发达国家的技术水平上的领先，以美国机器人技术的发展来看，作为世界第一强国，其在机器人技术发展方面也是首屈一指的，美国G·C·Devol拥有世界上第一个“通用机器人”专利。这是机器人领域发展之初的里程碑。1960年，世界上第一个可以在工业生产方面使用的机器人被发明出来，该机器人诞生在美国，此后机器人技术的发展受到各国的高度重视，机器人技术顺应时代的科技潮流迅速发展起来。目前，机器人技术被应用在各行各业的生产之中，一些人力无法做到的事情在机器人面前问