基于工业机器人的自动化生产技术研究论文
在个人成长的多个环节中，大家都不可避免地会接触到论文吧，论文对于所有教育工作者，对于人类整体认识的提高有着重要的意义。那么问题来了，到底应如何写一篇优秀的论文呢？下面是小编收集整理的基于工业机器人的自动化生产技术研究论文，希望能够帮助到大家。
摘要：
关键词：
工业机器人，自动化，生产技术
引言：
由于过去几十年劳动力成本较低，我国人口基数大，制造业招聘人员较为容易，能够以较为低廉价格招到大量员工，大多数企业由于人口红利得到较快发展，但随着我国经济发展以及人民生活水平提升，劳动成本逐渐提升，同时员工流动性过大，这样导致制造业存在严重用工荒问题，经济大环境发生较大变革，企业应当转变思路，要在目前运用工业机器人，提升生产自动化水平，从而促使成本得到缩减同时提升企业经济效益。
1、工业机器人概述
工业机器人一般由控制系统、驱动系统、位置检测装置、执行机构几个部分组成，工业机器人控制系统是机器人的大脑，支配着机器人按照规定的程序运动，并记忆人们给定的指令信息，同时按其控制系统的信息对执行机构发出执行指令。工业机器人驱动系统是按照控制系统发来的控制指令驱动执行机构的运动装置。位置检测装置是通过速度、位置、触觉、视觉等传感器检测机器人的运动位置、运动速度和工作状态，并随时反馈给控制系统，以便使执行机构到达设定的位置。执行机构是一种具有和人手相似的动作功能，可在空间抓持物体或执行其他操作的机械装置，主要包括手、腕部、手臂、基座。工业机器人很多情况下能够取代操作工，操作工是指流水线工位人员，工业机器人可以替代流水线人员工作，提升工作质量以及工作效率。
2、工业机器人在自动化生产中应用分析
2.1自动化生产之中焊接机器人的应用
目前工业机器人在自动化生产过程当中得到较广泛运用，其中焊接机器人就是典范，顾名思义，焊接机器人是进行焊接工作的机器人。焊接机器人包括激光焊接机器人、弧焊焊接机器人，尤其是目前汽车制造行业，焊接机器人应用较为广泛。从宏观层面上分析，机械制造过程中较多使用弧焊机器人，根据资料分析得出，通常而言一辆汽车焊接点大概是四千个，如果采取手工焊接，会对于焊接工人身体健康造成直接影响，同时人工焊接劳动强度大，难免失误，同时难以切实保障焊接质量。汽车制造之中使用焊接机器人。很大程度上能够切实改善焊接工作量大问题，将焊接机器人替代人工还能够有效避免外界环境影响，促使钢铁焊接效率及焊接质量得到提高。汽车制造行业之中焊接机器人已经得到了较为广泛运用，大量实践表明焊接机器人作业水平明显高于人工作业水平。
2.2自动化生产之中装配机器人的应用
自动化生产的过程当中工业机器人还包括装配机器人，装配机器人主要从事装配工作，装配机器人属于较高精尖一体化产品，装配机器人集合微电子、自动化控制、通信技术、机械学、光学等方面高科技，装配机器人具备较丰富功能以及较高附加值，对装配机器人进行分析，装配机器人具备较高柔顺性以及精度，同时装配机器人能够和其他系统之间实现融合使用，装配机器人在电器制造行业当中运用广泛。其中，汽车装配过程中对装配机器人提出较高要求，目前小配件日益增加，如果依靠人工进行安装难以满足现实生产需要，不管前后挡板，车门或者仪表盘，或是车灯以及电池安装，装配机器人都能够发挥较积极的作用，同时能够有效提升装配质量和效率。
2.3自动化生产之中搬运机器人的`应用
自动化生产过程当中会使用搬运机器人，搬运机器人，顾名思义，主要是从事自动化搬运作业机器人。通常来讲，搬运机器人大部分会安装末端执行器，在不同状态之下搬运机器人能够对于货物进行搬运，根据目前资料进行分析，社会大量行业都已经广泛使用智能搬运机器人，将搬运机器人取代人工搬运能够促使劳动强度大幅度降低，同时能够缩减成本，促使企业管理质量和管理水平得到提高。
2.4自动化生产之中检测机器人的应用
3、结语
综上所述，自动化生产过程当中使用工业机器人具有重大的优势，通过工业机器人取代人工能够有效缩减成本，同时提升生产效率及工作质量，降低超降低工作强度以及减少工作误差，尤其最近国内用工成本日益增加情况之下，工业机器人运用到企业生产之中能够有效促进企业经济效益及市场竞争能力得到提高，同时符合科学发展观以及可持续发展理念，实现企业健康以及稳定发展。
参考文献
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[3]佚名.基于激光扫描和工业机器人的不锈钢保温杯自动焊接[J].轻工机械，2018，36(5):73-76.
摘要：随着我国工业化的发展和人力成本的增加，分析了工业机器人技术的特点和人才需求，工业机器人的应用比例越来越大，因此构建了校企合作的双轮驱动培训模式。工业机器人技术应用人才的需求将增加，它促进了学校和企业的深度整合。但目前我国工业机器人的水平还处于比较低的阶段，核心组成部分仍处于重要地位，才能形成了有特色的高职人才培养方案。
关键词：高职教育；专业建设；课程体系；工业机器人
1、工业机器人技术实现机器化的各种功能
目前，工业机器人技术发展成熟，应用领域也十分广泛。我国工业机器人的安装密度将达到100万，并将形成较为完整的工业机器人产业体系。面对机器人产业诱人的发展前景，机器人企业和机器人工业园区如雨后春笋般涌现。机器人工业园主要以“中国制造2025”的战略开发工业机器人和主动对接。以102个参与工业机器人发展的单位为基础，中国将在2020年以前争取中国机器人工业基地的领先优势和突出优势，建设中国著名的智能制造城市。随着经济的发展，机器人产业的发展将更加迅速，机器人专业人才的培养和教育将成为机器人产业发展的智力支撑。
2、工业机器人技术的专业特性及人才需求
（1）工业机器人技术具有特殊的培养意义。随着我国工业机器人产业的快速发展，许多高职院校都建立了综合性的工业机器人实验室训室，以满足高素质复合型人才培养的需要，并满足未来工业机器人产业的需求，大量高素质的人才可以通过教学和实训为企业培训自动化技术操控人员。为区域经济发展培养急需的专业技术人才，避免未来本专业领域的人才短缺。同时，要将实训室建设成为实验教学体系合理、开放、共享、特色鲜明、培养高素质人才的重要平台。研究发现，工业机器人技术专业具有良好的市场就业前景，涉及到电子、计算机、电机、机械、机电一体化技术。以某模拟企业的实际工程为动力，在工业控制、气动、液压、自动控制等领域的理论与技术基础上，完成了“一个专业、多功能”人才的培养过程，涉及面广且综合性强，从而培养专业人才的定位和培养具有着特殊的教育意义。
（4）“校企合作”的双轮驱动人才培养模式构建。工业机器人技术专业涉及的知识面广，教学条件和师资力量相对薄弱，建立“校企合作”的双轮驱动人才培养模式。目前，实现校企一体化工作与学习的有机结合，形成了有特色的专业培训方案。为高职院校毕业的学生选择一些企业管理水平高、生产任务较为充足、能充分满足工业机器人技术专业实践技能培训和岗位能力培养的需要。双方应共同培养工业机器人技术专业的学生，共同制定人才培养方案，并嵌入对未来员工的培训;采取“两轮驱动”人才培养方案，通过深入合作。与校企合作企业合作，根据企业的岗位要求和专业行动能力引入企业构建企业实践规范标准。教师可以到校企合作企业单位进行短期教学实践，不时邀请企业技术专家参加专业技术讲座。
3、高职院校工业机器人技术专业教育发展前景
4、结束语
随着国家战略需要应用型人才的支持，工业机器人技术专业的教学，高职院校是培养应用型人才的重要载体，抓好工业机器人人才的培养，推进培训布局促进工学结合。在当前形势下，深化校企一体化逐步形成“以工作为导向，必须采取校企联盟、合作、联合培养模式，逐步提高职业能力”的人才培养模式。结合企业机器人技术教学研究、生产实践经验和学校教学模式，为“中国制造2025”做出贡献，共同促进我国工业机器人专业人才的培养，从而有效地满足企业和社会的需要。
参考文献：
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摘要:随着时代的进步，社会开始普及机器人产品，产品性能直接影响社会发展水平，需要及时改造和创新机器人技术。航空航天、工业生产等行业中已经广泛应用工业机器人，因此，未来发展研究六自由度工业机器人运动控制系统尤为重要。
关键词:六自由度；工业机器人；运动控制系统
自动化工业系统中工业机器人是一种不可或缺的设备，为人类社会进步和历史发展奠定基础。随着社会生产力的全面提升，越来越多的劳动力被需要，这就使得逐渐凸显出重复劳动力的问题，为了有效解决上述问题，机器人是一种良好措施。虽然工业机器人研究方面具备一定成绩，但是相比国外发达国家来说，还是具备一定差距，为此需要进一步研究六自由度工业机器人，集中阐述运动控制系统。
1、设计运动控制系统基本方案
基于六自由度工业机器人基本系统的基础上来构建控制系统，六自由度工业机器人运动控制系统主要包括两个部分：软件和硬件。软件主要就是用来完成机器人轨迹规划、译码和解析程序、插补运算，机器人运动学正逆解，驱动机器人末端以及所有关节的动作，属于系统的核心部位。硬件主要就是为构建运动控制系统提供物质保障[1]。
2、设计硬件控制系统
在六自由度工业机器人的前提下，利用ARM工控机来设计系统方案。下位机模块是DMC-2163控制卡。通过以太网工控机能够为DMC-2163提供相应的命令，依据命令DMC-2163执行程序，并且能够发出控制信号。利用伺服放大器对系统进行放大以后，驱动设备的所有电机进行运转，保障所有环节都能够进行动作。工业机器人通过DMC-2163输送电机编码器的位置信号，然后利用以太网来进行反馈，确保能够实时监控和显示机器人的实际情况。第一，DMC-2163控制卡，设计系统硬件的时候，使用Galil生产的DMC控制器，保障能够切实满足设计的性能和精度需求，选择DMC-2163控制器来设计六自由度工业机器人，依据系统API来二次开发工控机。第二，嵌入式ARM工控机。实际操作中为了满足系统高性能、可靠、稳定的需求，使用嵌入式FreescaleIMx6工控机，存在1.2GHz主频率。Cortex-A9作为CPU，拥有丰富的硬件资源，能够全面满足设计六自由度机器人的需求[2]。
3、设计和实现控制系统软件
4、结语
综上，在基于目前已经存在的六自由度机器人系统上来设计运动控制系统，嵌入式ARM工控机和DMC-2163控制卡是硬件系统设计的关键。在Ubuntu的基础上构建Qt平台，此时合理科学地设计软件系统。此外把NUBRS插补计算方式融入到控制系统中，保障在轨迹空间中机器人末端能够形成自由曲线轨迹。运动控制系统为机器人提供图形界面，能够为系统运行提供比较好的扩展性、高通用性，并且操作也十分方便，因此这种运动控制系统应用具备广阔的前景。
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[3]倪受东，丁德健，张敏，等.视觉功能六自由度工业机器人的研制[J].制造业自动化，2012，34(24):1-4，9.
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由于工业机器人具有低后期成本，高效率，好管理的特点，相比传统物流方式，其具有先天的应用优势，但目前工业机器人尚未在物流业中普及，许多关键技术还有待进一步完善。本文通过对工业机器人和我国物流行业现状的分析，阐述了工业机器人在物流业应用的可行性及当前存在的问题，并提出相应的意见建议。
1.引言
近年来，许多国家为加强本国制造业的竞争力纷纷制定了促进国家工业发展的复兴计划[1]：如美国的再工业化和工业互联网战略、德国的工业4.0战略、日本的机器人新战略以及中国智能制造2025战略等，在这些战略中，工业机器人不约而同地都是未来发展的重点领域。随着社会经济的不断前进，高速增长的物流需求对物流行业的服务效率提出了更高要求，而工业机器人作为一种高度自动化装备势必在迅猛发展的物流业中占有一席之地。
2.工业机器人概述
工业机器人是一种自动化装备，能够自主执行设定的动作，依靠自身动力和控制能力完成各项任务。随着信息技术的发展，工业机器人的智能化水平不断提高，应用范围也不断扩展。
2.1工业机器人的发展现状。在第三次科技革命后的今天，工业机器人的发展有以下两个特点：
（1）工业机器人与信息技术深度融合信息技术的快速发展与应用使工业机器人具有了信息交换能力，能够融入网络，组成各种复杂的系统，同时各种智能算法正逐步应用于机器人系统，使其具有自主学习能力，多台机器人协同技术进一步提高了其部署能力与适应能力。
（2）工业机器人产品易用性与稳定性提升工业机器人的标准化结构、自组装、自修复技术的快速发展使得工业机器人的易用性与稳定性不断提升；另一方面，人机关系也发生了显著变化，例如，机器人能够通过传感系统感知周围环境并接受各种语言、身体等指令，减少了工人复杂的操作，提高了生产效率。
2.2工业机器人的应用现状。根据国际机器人联合会的数据，全球工业机器人总市值近年来增长迅猛，2010年总市值不足60亿美元，而2016年就超过了130亿美元，增幅超过100%[2]；另一方面工业机器人的全球存量的增幅也接近50%，预计到2020年，全球工业机器人存量将超过300万台。工业机器人的主要产销国集中在中国、日本、韩国和德国，2016年，中国成为世界第一大机器人市场，工业机器人销量同比增长超过30%，占全球销量近三分之一，其余三国的机器人保有量和年度新增量都位居全球前列。预计到2020年我国机器人保有量将超过95万台。
3.国内物流行业发展现状
近年来，随着我国经济的持续快速增长，物流业也随之迅速发展，物流服务水平不断提高，同时也面临着诸多挑战[3-4]。
3.1物流行业的发展特点。
（1）物流业受消费拉动，规模快速增长。早在2008年时，全社会物流总额就接近90万亿元，物流业增加值占GDP的比重为6.6%。近些年随着电商的迅速发展，个体消费需求旺盛，同时也进一步推动了物流业的发展。
（2）物流业发展水平提升明显。部分制造企业、商贸企业根据自身实际，引入现代物流管理理念以及技术，将物流服务进行外包；传统的物流企业也适时进行了功能整合和服务延伸，从而更好地满足客户需求，提升服务水平，加速向现代物流企业转型。
3.2物流行业面临的问题。在我国物流业高速发展的同时也面临着许多问题：一是物流成本较高，企业盈利能力较弱。根据测算，我国的物流成本占据产品本身价值的40%左右，而在经济较发达的国家，其物流成本一般只占产品的约四分之一；二是物流配送效率不高，特别是在双十一等购物节期间，“物流围城”和“最后一公里”问题十分突出，加之城市对货运车辆的管控，经常出现“路难行、车难停、货难卸、证难求”的问题。
4.工业机器人在物流行业中应用的可行性
在劳动年龄人口减少，廉价劳动力逐渐消失的今天，物流行业仍以传统的人工配送为主，从而导致物流行业成本较高，效率较低。配送质量高，速度快，个性化，多样化的`物流体验是电子商务条件下消费者的核心诉求，工业机器人的应用将对这些问题的解决起到关键性作用[5]。工业机器人的优势有：
（1）节约成本。物流机器人可以24小时进行工作，不知疲倦。一个机器人就可以替代数个普通工人加上若干机械的组合；与此同时，一个物流仓库只需一人看管或一人同时看两台甚至更多台机器，大大降低了人力成本；采用工业机器人操作的模式，物流自动流水线更能节省用地，使仓储规划更小更紧凑精致，降低了企业的用地成本。
（2）生产效率高。机器人对笨重产品的处理更加游刃有余。工业机器人配送一件货物耗时是固定的，同样的周期内，机器人配送数量稳定，不会忽高忽低，这样物流系统内各个环节的协作就十分方便，产品的成品率也高。
（3）安全系数高。机器人由于不会疲倦，不像工人可能出现生理性疲劳，即便配送过程中出了问题也只是机器人损坏，能够有效降低人身伤害发生的概率。
（4）便于管理。如果说物流企业要及时调整配送模式，可以迅速以计算机为终端对物流机器人发出指令，进行统一控制，这就比人员之间信息的传达要更加有效。
5.工业机器人在物流行业应用存在的问题
5.1初期建设成本过高。一台AGV（AutomatedGuidedVehicle）物流机器人价格尚且从十万到一百万人民币不等，何况大规模装备工业机器人的智能物流的预算？这意味着构建一个智能化的物流中心需要相当大的前期投资，而物流业又是一个长期盈利的模式，中小物流企业很难承担这样的风险与成本，只能望洋兴叹。
5.2作业时对复杂货物适应性不足。当前物流机器人所进行的主要还是码垛作业和装卸搬运作业。码垛作业是指按照货物分类要求，把同类货物依据不同的码垛方法堆码在支撑物上的作业。这需要机器人识别堆码位置，智能选取码垛方法。目前机器人完成一种的货物码垛不成问题，但对物理性质各异的多种货物，就会面临较大的考验。装卸搬运作业是物流机器人最擅长的领域，正常作业已经问题不大，而成品拆码作业是目前的一个难点，整托货物可能出现原码形态变化或箱体变形，物流机器人难以选择正确的抓取方法，作业时损坏货物的情况并不少见[6]。
5.3行业标准缺失。目前物流领域的工业机器人还没有通用的国家标准。在实施层面，各地区、企业都在探索各自的规范。由于缺少统一标准，机器人公司，电商平台，物流公司，消费者之间的对接很难，而在产业协作日益增加的今天，这将严重阻碍机器人物流行业的发展。因此，制定一套通用的物流机器人发展标准迫在眉睫。
6.讨论
[1]李薇，吴艺琛.浅析我国工业机器人产业现状及发展战略[J].内燃机与配件，2018(03):260-261.
[2]中国产业信息网.2018年全球工业机器人市场现状分析及发展前景预测[EB/OL]
[3]徐锡芬.中国物流业发展现状及趋势[J].小品文选刊:下，2016(7):115-115.
[4]丁俊发.改革开放40年中国物流业发展与展望[J].中国流通经济，2018，32(04):3-17.
[5]史亚娟.机器人送货揭秘京东物流如何“智慧”[J].中外管理，2018(03):104-107.
[6]刘贵生.基于“互联网+”的机器人在物流作业各环节应用分析[J].物流科技，2016(9):45-46.