工业机器人:新时代的“铁打”工友,如何让智能制造生产线更有趣?
一、工业机器人的探索
(一)工业机器人的定义
美国机器人协会将工业机器人定义为:用于处理机械零件或工件的可编程多功能工具,或通过更改程序执行各种任务的特殊机械装置。
(二)工业机器人的构成
一般来说,工业机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分构成,这三大部分又可以细分为机械结构系统、驱动系统、感知系统等六个子系统。
机械结构系统
根据不同的机械结构,可以将工业机器人分为串联和并联两种类型。串联型与并联型在轴运动时产生不同效果,后者在承载力和稳定性方面具有优势。
驱动系统
目前主流的是液压驱动、高压气体驱动和电力驱动三种方式。每种都有其特点,如液压较重且昂贵,但适合于重载;高压气体简洁易维护,但工作效率较低;电力最受欢迎,因为它提供了精确控制及快速速度。
感知系统
感知是把自身环境信息转换为数据的过程。除了检测自身状态外,还能通过视觉技术与周围物体交互,以此来调整位置或做出反应。
机器人-环境交互系统
该系统使得工业机器人能够与其他设备合作完成任务,如组装功能单元以执行特定工作。
人-机交互系统
这个环节涉及人类对运算终端或控制台进行操作,使得人类可以操控这台自动化设备进行指令发送给内部硬件部件以实现任务完成。
控制系統
这是根据反馈信息及指令对整个复杂设备进行调控,并确保其按照预设计划行事的一系列软件算法设计出来的一个模块,它保证了整体操作流畅无误,不仅提高了效率,而且保证了安全性,在现代智能制造中扮演着至关重要角色
二、基于自动化技术应用案例分析:
我国作为世界工厂,因人口红利消失而面临成本上升挑战,因此积极引入进口技术,以及利用本土研发创新。在以下几个行业中,我们可以看到激光加工、大型装配、小批量喷涂以及搬运这些领域都采用了基于自动化技术的人类替代方案:
(一)激光加工应用示例:
如大众汽车公司使用激光切割车身板材,这不仅提升了效率,也满足客户多样化需求,同时保持质量高标准,从而增强市场竞争力。
(二)装配应用示例:
例如手机及其电子产品生产线上的装配工作,通过精准地对组件实施安装,无需频繁手术人员参与,而是依靠计算程序实时调整速率,从而达到高效且符合质量要求。
(三)喷涂应用示例:
家具制作中的喷漆作业,由于健康问题,一般选择使用密封设计的手臂式喷涂辅助手段来减少危险因素同时提高工作效率。此外,用途广泛如绝缘材料在网络工程中的固定安装也采用这种方法,以避免接触危险化学品。
(四)搬运应用示例:
食品产业常见的包装盒搬移到仓库存储区域,都需要搬运者即便是在快递中心亦如此,这些职位被赋予给那些高度灵活性的移动自主导航能力的人类替代品—搬运员,他们能迅速准确地将货物送达目的地,不但节省时间还降低损坏风险,对于日益增长的事务需求起到了巨大的支持作用
三、新兴应用前景展望:
随着科技不断推进,未来我们可能会看到更多新的领域出现,其中包括医用和水下两项特别突出的可能性:
(一)医疗领域潜在发展趋势:
由于精度高、耐久性好等优点,将来可能会逐渐成为外科手术工具,比如利用数据库指导自主完成手术,或许比专业外科医生更加有效安全甚至超越他们水平。
(二)水下勘探潜能展开:
未来的开发方向可能涉及复杂海底环境活动,比如沉船打捞作业,可以先派遣探测单位搜索目标地点,然后再派遣专门用于打捞沉船的专业救援团队进行实际行动。这不仅提升效率还减少成本和伤亡风险
结语:
尽管中国拥有庞大的市场份额却主要被国际企业所占据,我们必须加大投入到研发领域,为国内产业带来变革提升生产力的同时争取核心竞争优势。只有这样,我们才能成功实现从劳动密集型向智慧制造转变,最终走向全球领先的地位。