工业机器人与智能制造的融合，推动工业自动化更快发展
机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展趋势，是实现智能制造的基础，也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障，工业机器人将会成为智能制造中智能装备的代表。工业机器人这几年在智能制造业中表现突出，究竟有哪些优势?
1、工业机器人的概念
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有柔性好、自动化程度高、可编程性好、通用性强等特点。在工业领域中，工业机器人的应用能够代替人进行单调重复的生产作业，或是在危险恶劣环境中的加工操作。国际上，工业机器人的定义主要有如下两种：
国际标准化组织(ISO)的定义：工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。
美国机器人协会(RIA)的定义：一种可以反复编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机;或者为了执行不同的任务而具有可改变的和可编程的动作的专门系统。
在智能制造领域，工业机器人作为一种集多种先进技术于一体的自动化装备，体现了现代工业技术的高效益、软硬件结合等特点，成为柔性制造系统、自动化工厂、智能工厂等现代化制造系统的重要组成部分。机器人技术的应用转变了传统的机械制造模式，提高了制造生产效率，为机械制造业的智能化发展提供了技术保障;优化了制造工艺流程，能够构建全自动智能生产线，为制造模块化作业生产提供了良好的环境条件，满足现代制造业的生产需要和发展需求。
2、工业机器人的结构与功能
1)机械部分机械部分包括工业机器人的机械结构系统和驱动系统。机械部分是工业机器人的基础，其结构决定了机器人的用途、性能和控制特性。
(1)机械结构系统：即工业机器人的本体结构，包括基座和执行机构，有些机器人还具有行走机构，是机器人的主要承载体。机械结构系统的强度、刚度及稳定性是机器人灵活运转和精确定位的重要保证。
(2)驱动系统:包括工业机器人动力装置和传动机构，按动力源分为液压、气动、电动和混合动力驱动，其作用是提供机器人各部位、各关节动作的原动力，使执行机构产生相应的动作。驱动系统可以与机械系统直接相连，也可通过同步带、链条、齿轮、谐波传动装置等与机械系统间接相连。
2)传感部分传感部分包括工业机器人的感受系统和机器人-环境交互系统。传感部分是工业机器人的信息来源，能够获取有效的外部和内部信息来指导机器人的操作。
(1)感受系统:是工业机器人获取外界信息的主要窗口，机器人根据布置的各种传感元件获取周围环境状态信息，对结果进行分析处理后控制系统对执行元件下达相应的动作命令。感受系统通常由内部传感器模块和外部传感器模块组成：内部传感器模块用于检测机器人自身状态;外部传感器模块用于检测操作对象和作业环境。
(2)机器人-环境交互系统:是工业机器人与外部环境中的设备进行相互联系和协调的系统。在实际生产环境中，工业机器人通常与外部设备集成为一个功能单元。该系统帮助工业机器人与外部设备建立良好的交互渠道，能够共同服务于生产需求。
3)控制部分控制部分包括工业机器人的人-机交互系统和控制系统。控制部分是工业机器人的核心，决定了生产过程的加工质量和效率，便于操作人员及时准确地获取作业信息，按照加工需求对驱动系统和执行机构发出指令信号并进行控制。
(1)人-机交互系统:是人与工业机器人进行信息交换的设备，主要包括指令给定装置和信息显示装置。人-机交互技术应用于工业机器人的示教、监控、仿真、离线编程和在线控制等方面，优化了操作人员的操作体验，提高了人机交互效率。
(2)控制系统:是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号，支配工业机器人的执行机构完成规定动作的系统。控制系统可以根据是否具备信息反馈特征分为闭环控制系统和开环控制系统;根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统;根据控制运动的形式可分为点位控制系统和连续轨迹控制系统。
3、工业机器人在智能制造用的应用优势
业机器人的应用可提高产品质量、降低生产成本，制造企业可获得更高的生产效益。
此外，在工业生产中，工业机器人可与不同数控机床连接，进行多种产品生产，为柔性生产线建设提供帮助。整个过程无需人工操作，工业机器人可24h进行工件生产，表现出生产效率高、产品精度高、一致性强等优势。
既然工业机器人在智能制造中有如此大的优势，那么在实际应用上表现如何?
4、工业机器人在智能制造中的应用
在钢铁企业生产中，工业机器人可以大展身手。第一，自动拆捆机器人可自动测量捆带和卷边的位置，进行剪裁，并将捆带压缩为最小尺寸，运输至废料斗中。第二，自动取样机器人可以自动取出小车中的试样板，并在试样板上粘贴标签。有些流水线上还单独使用了自动贴标签机器人，自动完成标签的打印、拾取与粘贴操作。当然，最常见的还是无人化行车，通过计算机编程，可按照最短路线行驶，自动完成钢卷吊装、信息识别与存储等操作，实现准确定位、轻装轻卸。
其实，工业机器人应用最广泛的领域就是汽车制造领域。如今，汽车制造的各个环节基本都由机器人完成主要工作，宝马、大众、东风日产等等，都有它们固定的机器人供应商，协助配合完成机器人部署。
重要的焊接环节中，工业机器人配置相应的焊接工具，与传感器配合使用，可以自动完成车体焊接操作，不仅减少了人工焊接高风险的情况，而且和人工操作相比，焊接机器人作更为准确。另外，在外车喷漆环节，工业机器人配置相应的喷漆工具与程序，可保障外车喷漆的一致性，并在喷漆结束后完成涂胶操作，提高生产效率。最后，在整车装配环节，往往是最复杂的。人工装配精度低、效率低，在这一环节使用工业机器人，可根据内置程序规范装配汽车座椅、车窗、仪表等部件，保障装配的精度。
5、工业机器人如何助力智能制造
首先也是最基础的，就是加强人才培养，毕竟工业机器人属于高新技术，专业人才较为稀缺，为保障工业机器人技术的深入研发，需加强人才培养，提供人才保障。教育部门可进一步完善机器人等专业，加大教育经费投入。同时，企业需加强技术骨干的培养，定期组织技术人员到行业龙头企业及先进企业学习经验，掌握工业机器人要点，结合生产实际，进行机器人的研发。
当然，还有老生常谈的技术创新，就目前技术水平而言，我国工业机器人研发在执行力方面与国际领先水平相差无几，但在工业机器人的功能、性能、系统集成化水平及运动精度等方面，仍存在较大差距。
最后，还要加强性能优化，因为目前我国工业机器人在制造企业中的应用集中于运输、焊接等，性能相对比较单一。为扩大工业机器人应用广度，工业机器人需不断优化，结合智能制造相关企业的需求，实现机器人在生产线全覆盖，真正去实现智能制造。
6、结论
工业机器人在智能制造中的应用，可提高产品生产效益，建设柔性生产线，实现产品制造的智能化、高效化发展。为了增强工业机器人在智能制造中的应用，需加强人才培养、技术创新与性能优化等工作，加大工业机器人在智能制造中的应用广度与深度，推动智能制造的进一步发展。当然，推进智能制造是一项复杂而庞大的系统工程，也是一件新生事物，这需要一个不断探索、试错的过程，难以一蹴而就，更不能急于求成。
什么是工业机器人，它有什么特点
工业机器人就是利用现代的电子科技和机械手脚关节制造出来的一种可以模仿人体动作，来从事一一些特殊危险场所工作的智能机器人。工业机器人是机器人应用中的一个分枝，与机器人一样，是一种可反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作工具。为了执行不同的任务而具有可改变可遍程序的动作的专门系统。
工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中；已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。我国正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解我国产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择；已经在上海、徐州、常州、昆山、哈尔滨、天津、重庆、唐山和青岛等地均已经着手开建机器人产业园区。
工业机器人发展历程
20世纪50年代末，工业机器人最早开始投入使用。约瑟夫・恩格尔贝格（JosephF．Englberger）利用伺服系统的相关灵感，与乔治・德沃尔（GeorgeDevol）共同开发了一台工业机器人――“尤尼梅特”（Unimate），率先于1961年在通用汽车的生产车间里开始使用。
20世纪70年代末，由美国Unimation公司推出的PUMA系列机器人，为多关节、多CPU二级计算机控制，全电动，有专用VAL语言和视觉、力觉传感器，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。
20世纪80年代，机器人进入了普及期，随着制造业的发展，使工业机器人在发达国家走向普及，并向高速、高精度、轻量化、成套系列化和智能化发展，以满足多品种、少批量的需要。
到了20世纪90年代，随着计算机技术、智能技术的进步和发展，第二代具有一定感觉功能的机器人已经实用化并开始推广，具有视觉、触觉、高灵巧手指、能行走的第三代智能机器人相继出现并开始走向应用。
工业机器人的组成
工业机器人由三大部分六个子系统组成。
三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。
六个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人－环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
工业机器人的应用
1、在码垛方面的应用
在各类工厂的码垛方面，自动化极高的机器人被广泛应用，人工码垛工作强度大，耗费人力，员工不仅需要承受巨大的压力，而且工作效率低。搬运机器人能够根据搬运物件的特点，以及搬运物件所归类的地方，在保持其形状的和物件的性质不变的基础上，进行高效的分类搬运，使得装箱设备每小时能够完成数百块的码垛任务。在生产线上下料、集装箱的搬运等方面发挥及其重要的作用。
2、在焊接方面的应用
焊接机器人主要承担焊接工作，不同的工业类型有着不同的工业需求，所以常见的焊接机器人有点焊机器人、弧焊机器人、激光机器人等。汽车制造行业是焊接机器人应用最广泛的行业，在焊接难度、焊接数量、焊接质量等方面就有着人工焊接无法比拟的优势。
3、在装配方面的应用
在工业生产中，零件的装配是一件工程量极大的工作，需要大量的劳动力，曾经的人力装配因为出错率高，效率低而逐渐被工业机器人代替。装配机器人的研发，结合了多种技术，包括通讯技术、自动控制、光学原理、微电子技术等。研发人员根据装配流程，编写合适的程序，应用于具体的装配工作。装配机器人的最大特点，就是安装精度高、灵活性大、耐用程度高。因为装配工作复杂精细，所以我们选用装配机器人来进行电子零件，汽车精细部件的安装。
4、在检测方面的应用
机器人具有多维度的附加功能。它能够代替工作人员在特殊岗位上的工作，比如在高危领域如核污染区域、有毒区域、核污染区域、高危未知区域进行探测。还有人类无法具体到达的地方，如病人患病部位的探测、工业瑕疵的探测、在地震救灾现场的生命探测等均有建树。
工业机器人的特点
1、可编程
生产自动化的进一步发展是柔性启动化，工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。
2、拟人化
工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑，此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等，传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。
3、通用性
除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性，比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。
4、工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合－机电一体化技术，第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关，因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。
工业机器人发展趋势
1、人机协作
随着机器人从与人保持距离作业向与人自然交互并协同作业方面发展。拖动示教、人工教学技术的成熟，使得编程更简单易用，降低了对操作人员的专业要求，熟练技工的工艺经验更容易传递。
2、自主化
目前机器人从预编程、示教再现控制、直接控制、遥操作等被操纵作业模式向自主学习、自主作业方向发展。智能化机器人可根据工况或环境需求，自动设定和优化轨迹路径、自动避开奇异点、进行干涉与碰撞的预判并避障等。
3、智能化、信息化、网络化
越来越多的3D视觉、力传感器会使用到机器人上，机器人将会变得越来越智能化。随着传感与识别系统、人工智能等技术进步，机器人从被单向控制向自己存储、自己应用数据方向发展，逐渐信息化。随着多机器人协同、控制、通信等技术进步，机器人从独立个体向相互联网、协同合作方向发展。