杜青
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摘要：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。
关键词：工业机器人技术；机械工程；工业加工
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工业机器人在机械加工中的实践
2.1离线编程
工业机器人是可编程机械装备，系统执行灵敏度与智能性在一定程度上由机器人编程能力所决定。在机械加工时，应用区域逐渐扩展，工作复杂性也明显增加，可直接代替数据机床加工复杂曲面等。示教编程程序十分复杂，效率偏低，难以科学规划复杂路径，然而离线编程并不要求通过机器人与控制系统，便可实现各种零部件加工信息的外部程序编程。计算机软件的引进，可以进一步优化机器人图像处理与计算能力编程。
2.2轨迹规划
在机械加工过程中，机器人需多样化运动轨迹，保证符合生产流程。机器人生产运动轨迹取决于零部件加工精确性、形状等，为获取较好加工效率与水平，需深层探究机器人轨迹规划。轨迹规划精确性直接反映了机器人在相同方向上的多次随着指令运动的接近程度。对轨迹过程进行详细计算与分析，基于精密装置有效控制，可显著提高机器人轨迹精确度。
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2.3动态性能参数
（1） 最大转矩的计算
在计算过程中，我们需要假设机器人手臂为最大负载，结合机械人统计数据得知，多数工业机器人最大负载为手臂质量的 30%左右。
对工业机器人三个机械臂机械部分传动装置的转动惯量进行明确，将其作为依据，在动力学方程计算过程中应用设计参数，这里所说的动力学方程，与工业机器人机械部分关联密切。之后，我们即可获得函数：
（2）最大电磁转矩计算
如果在计算过程中， 将变速箱和电机转子附近的摩擦力排除，我们可以将
在这个式子中， 我们可以认为最大电磁矩不超过机械臂控制电机转子转动惯量与最大转矩的相加值。有鉴于此，可以将所需电机最大电磁转矩确定为
并在选择电机时，对其加以考虑。
2.4加工精度与误差补偿
加工精确度并非只衡量机械加工系统性能，还会影响零部件加工质量。而切实提高机器人机械加工精确度，直接关联着机器人加工系统的应用。加工精确度的有效改善与误差补偿机制，可快速提高加工效率与水平，降低产品生产周期与成本，保证机械加工整体技术水平。
3机械臂的工业生产自动化应用
事实上，各行业基于机械臂的工业生产自动化发展并不仅仅是依靠于单个的机械臂所展开的，同时工业机械臂的作业对象也不仅仅是只有一种形式。因此基于机械臂的工业生产自动化应用在性能等方面逐渐优化，满足各种自动化生产线的作业需求。
2.1机械臂在组合装配环节中的应用
在工业生产中，组合装配环节具有重复性高、操作技术简单等特点，在此过程中往往需要大量的人工进行重复性的高质量的操作。随着我国人口红利的消失，在各行业的组合装配环节中逐渐采用工业机械臂来代替人工操作。当前在组合装配环节中，机械臂可以实现同工件的交互，通过直角坐标系定位的方式，将装配线上传送来的工件，进行位置、坐标和方向的调整，确保能够实现组合装配能够精准高效地展开。
2.2机械臂在加工生产环节中的应用
社会工业化程度的进一步发展，一些新材料、新工艺等的发展促使一些特殊加工行业的诞生。如，热加工行业的发展。在这些特殊的生产加工线上，传统的人工生产加工的危险性变高。如此根据生产加工环节所需要的特殊条件，在不同的机械臂上加装不同的功能模块，能够满足各种行业领域的加工生产需求。如，在热加工行业中，有一些加工步骤需要在温度较高的环境下操作，而下一个加工步骤需要在正常温度下展开。对此，工业机械臂能够发挥同其他机械臂的交互操作，完成多台机械臂协同加工的方式，在机械臂和机械臂的交互加工中，需要统一生产加工线上的机械设备都采用同一套的空间坐标标准，如此才能够确保加工的质量性。
3我国工业机器人技术在机械工程中的具体应用
工业机器人技术可以代替人力完成部分工作，比如在危险、有害、高温、低温等有害的环境中作业，还可以代替人力完成一系列繁杂的工作，避免重复的劳动成本，提高生产效率的同时，还能够保证机械生产出的产品质量，实现机械工程的自动化，保障生产力。
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。
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:综上所述，在信息化与工业化有机结合的趋势下，智能生产制造得以快速更新发展，基于工业机器人技术的智能产业迅速兴起，使得工业机器人技术逐渐演变成了衡量国家生产制造行业现代化水平的主要标准。在发达国家，工业机器人自动化生产成套装备早已实现了成熟发展，并成为了自动化装备主流方向。
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