张昊
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摘要：随着科学技术的发展，传统机械加工的人工成本越来越高，并且加工效率还不高，可能存在工件加工的质量以及精度不能完全达标的情况，因此工业机器人技术应运而生。工业机器人技术是一种集多种先进技术于一体的自动化设备，技术含量较高，具有自动化、高精度、高负载等多种特点，在机械工程中应用得越来越广泛，并取得了很好的成绩，在机械制造业中也发挥了十分重要的作用。
关键词：工业机器人技术；机械工程；应用
引言
工业机器人作为一种集多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、计算机集成制造系统等现代化制造系统的重要组成部分。工业机器人是一种特殊的机器人品类，指的是在工业领域中能够通过自动化的方式自主执行工作任务的一种机器人装置。工业机器人可以模仿人类的操作，自动地进行工业加工、编码以及机械控制等操作，和人工最大的区别是，它可以不间断地完成人工操作，并且更加精确有效地处理数据，完成工作任务，其精度以及准确度远超过人工，而且人力、物力成本大大降低。工业机器人技术被广泛应用于机械工程制造业中，不仅能提高工业产品的生产效率，同时也能保障产品质量。
1工业机器人技术概述
工业机器人是一种被广泛应用于工业制造领域的一种多功能、高科技机械装备，具有一定的自动性以及可持续发展性，可以依靠自身的动力进行工业加工，不需要依靠人工就能自动完成生产加工，在化工、物流、生产等多个工业生产领域中得到了普及。工业机器人是当今工业制造业中不可替代的一种重要装备，也是衡量一个国家科技水平以及制造业水平的重要方式。同时，由于我国正处在转型升级的快车道中，以工业机器人为代表的机械设备是降低人力、物力成本，解决我国生产成本上升问题的重要手段。
2工业机器人技术的关键
控制系统是机器人的重要组成部分，那么其关键技术决定了机器人在工作中相关指标的精度。
2.1开放式硬件系统
采用开放式CPU计算模块，分为示教器、控制器、光电耦合单元、PLC控制单元等。示教器和控制器通过串口总线进行通讯，控制单元和PLC控制单元用来规划机器人运动路径、姿态、补偿等环节。
2.2开放式软件系统
完善的软件系统是衡量一套机器人系统能够工作的前提。通用的软件系统都是基于Linux，采用开放式和模块式设计，根据不同的功能要求，将软件系统分为驱动层、核心层和应用层。
2.3机器人故障自诊断系统
通过设定代码的方式，机器人系统根据反馈回来的信息以代码的形式显示出来，提示操作者进行相关的维护。
2.4网络系统
由机器人单一控制向机器人流水线发展已经成为趋势，而网络是必不可少的环节，通过云终端等联网功能，实现机器人的远程监控。
3工业机器人技术在机械工程中的应用
3.1可在恶劣环境下作业
很多生产车间环境条件极为复杂，如高温环境、低温环境以及其他有害环境，人们很难在这样的机械工程生产环境中长时间地工作，因此工业机器人技术能够在这样的生产条件中起到十分重要的作用。另外，工业机器人技术也在有安全隐患的生产车间中得到了应用，比如核工厂设备的检修机器人；核工业上的沸腾水式反应堆燃料交换机器人。因此，工业机器人技术的应用为机械工程的发展起到了十分重要的作用。
3.2能重复单一烦琐的工作
在机械工程领域，有许多极为烦琐且单一的机械性工作。
如今是一个人力、物力成本都十分昂贵的社会，如果所有机械性的工作都由人工完成，将严重浪费社会资源，而且生产效率和生产质量也不高，工业机器人技术的应用则能很好地解决这个问题。随着科学技术的不断发展，工业机器人技术的精度越来越高，生产效率也越来越高。早期的工业机器人技术在机械工程中主要是应用于机床、下料，点焊、喷漆等方面，电机制造、汽车制造、通用机械制造以及金属加工等制造方面也应用广泛。因此，工业机器人在机械工程领域的作用越来越广泛，扮演着十分重要的角色。
3.3工业机器人与数控系统结合的应用
3.3.1提高生产效率
机械加工中，生产效率的提高取决于有效、合适的生产步骤。机械加工的步骤是固定的，机器人代替人工上下料，步骤是可以调节的，通过设定程序能有效的控制步骤，避免因人为而导致的影响。
3.3.2生产工艺和产品结构的修改
节约时间传统加工工艺的修改，通常经过反复加工试验、操作者的培训等环节，浪费不少时间。使用工业机器人上下料，只需要修改机器人运动轨迹的程序，迅速的改变了生产工艺，节约了时间。控制程序的修改，通常有两种方法，编程输入型和示教输入型，编程输入型就是根据工件加工的工艺编写好程序，通过接口或网络系统将程序下载到控制器中，机器人按照编制的程序运行。示教输入型有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接操作执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。
3.3.3提高工件的质量和合格品率
在整个加工过程中，操作者把机器人和数控系统的程序编制完成后，机器人独立完成上下料，需提前设定好放料的位置坐标，并保存在机器人控制器中，这样机器人每次动作的速度、轨迹都是相同的，这样保证了产品加工的精度和质量，只需要开始试验一批产品，如果生产出的试验产品达标，那么就可以批量生产，从而保证合格率。
4工业机器人技术在机械工程领域的发展趋势
随着工业机器人技术在机械工程中的不断应用，机械工程的生产会朝着一个更加先进、便捷的方向发展。随着科学技术水平的不断提高，工业机器人技术趋于创新化、高科技化，也从最初的单一化工作转变为多元化互联的一个状态，并渗入多个行业中，为机械工程的发展提供更多的可能。在加强应用工业机器人技术的同时，也要多培养全面型人才，为工业机器人技术的发展提供助力。
结束语
随着我国经济以及科技的发展进步，我国工业机器人技术有了一个很大的提升，并且在机械工程领域得到了越来越多的应用，已经成为我国制造业的一个十分重要的组成部分。，机器人机械加工将成为工业机器人加工的一个简便和必然选择，在软件编程、加工应用等方面亦得到了一定的发展。工业机器人与机械制造技术相结合改变了机械加工的格局，同时，我国工业机器人技术的发展逐渐趋于成熟化、体系化，工业机器人技术也将会在机械工程领域得到更加广泛的应用，未来要大力培养全方位、综合能力强的创新性人才，为我国机械工程的建设贡献力量。
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