浅谈人工智能时代工业机器人的发展新趋势

摘 要：随着科技和经济的发展，人工智能时代势不可挡，工业生产模式发生了巨大的变化，工业机器人得到推广和应用，逐渐取代人类完成一些工作。工业机器人具有精度高、速度快、工作强度高等优点，应用在企业中提高了企业的生产效率、提高了工作人员的安全性、并且降低人力物力成本。工业机器人应用到现在制造业已经是大势所趋，未来会逐渐推广普及。本文通过对人工智能时代工业机器人的技术分析以及特点进行阐述，探讨了工业机器人发展的新趋势，为工业智能制造提供了支撑。

关键词：人工智能;工业机器人;发展;新趋势

随着人工智能时代的到来，互联网技术取得飞速的发展，以大数据为核心，为工业机器人的发展提供新的技术支持，工业机器人产品的性能得到很大的提升，有了新的发展趋势。工业机器人朝着操作更加简单、精准度更高、满足不同领域应用、更加智能化的方向发展，并且投入成本更低。工业机器人的出现，可以代替人类在工厂中完成焊接、搬运、产品检测等工作，缓解人工劳动强度，提高生产效率和产品的质量，节约人力成本。本文就人工智能时代工业机器人的发展新趋势进行探讨研究。

1、人工智能概述

随着计算机技术的发展，人工智能技术也迅速发展。人工智能是一门新的技术，和计算机联系密切，主要是通过计算机来模拟人类的思维过程和智能行为的学科。人工智能是计算机学科的一个分组，同时又是一门交叉的学科，包括数学、神经学、控制学、心理学、社会学等学科。人工智能以人类的行为为研究对象，模拟人类的逻辑推理、分析、判断以及思考等工作。随着多年的研究发展，人工智能技术的应用已经逐渐给世界带来改变，推动着全球高新技术的发展，改变着人类的生活方式。人工智能技术应用到生产中，可以提高生产效率、降低人力物力等成本，提高生产的精密度，和工业机器人相结合，将为人力生活方式和企业生产方式带来巨大的改变。

2、工业机器人的构成和类型

工业机器人是是机器人的一种，主要是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它可以自动执行工作，靠自身的动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。工业机器人可以接受人类的指挥，也可以按照预先编好程序控制机器人工作，现代工业机器人和人工智能技术联系密切。工业机器人的构成主要包括：本体、驱动、控制三个部分。工业机器人的功能主要有两大方面，一种机器人模仿人类的手、手臂，主要在工厂中代替人工完成一些流水线的工作;另一种机器人比较智能化，具有仿生学的特征，具有更高的自由度。工业机器人具有价格较低、方便维修的优点，在工厂的应用越来越普及[1]。

3、人工智能时代工业机器人的技术分析

为了和人工智能时代相适应，未来的工业机器人需要具有更高的灵敏性和灵活性，从而满足不同客户的需求。工业机器人在满足基本操作的条件下，还需要和其他智能设备相连接，实现信息网络的共享，同时利用人工智能算法、云计算和大数据来学习。同时还需要一个简单、安全、友好的人机界面，并且具有可以自己移动的功能。根据相关数据调查结果，全球机器人市场增长非常快，到2020会大幅度增长，其中工业机器人和服务机器人 增长最快，为了的工业机器人发展趋势就是更智能并且可以和人协作、互动[2]。

3.1减速机的精度要求更高

减速机是工业机器人的关键性結构组成，技术要求比较多。第一，为了保证机器人运行的高精度，对减速机的材料成型控制技术要求比较高，特别是对减速齿轮的耐磨性和刚性要求比较高。同时，还要对金相组织、材料化学元素以及各种元素含量进行一个科学的控制。第二，重视加工技术。根据减速器零件的加工尺寸来确定非标特殊轴承的间隙标准，对工人的技术水平要求更高。

3.2把电机和高精度伺服驱动器作为核心，对工业机器人实现全方位控制

电机和高精度伺服驱动器在工业机器人的控制中起着核心的作用，对控制系统管理更加完善，提高瞬间力、功率输出的标准要求。第一，快响应伺服控制技术可以实现对电流环、速度环和位置环的控制，采取自动控制系统中的干扰观测法和前馈补偿法来实现对闭环控制系统的优化控制。第二，运用在线参数自整定技术，在线优化PID参数，提高机器人的识别功能。第三，运用在线惯量辨识算法判断伺服驱动器的实际工作情况，根据实际工厂的要求，合理调整参数。

3.3以实时性为要求，强化控制操作系统的稳定性与精确性

目前，机器人运动控制主要是定制的方式，工业机器人的运动学控制对机器人系统实时性要求比较高，这就需要个操作系统相配合，实现数据准确、稳定、实时的传输，提高机器人在工厂的产业化发展。

4、人工智能时代工业机器人的发展新趋势

当今工业机器人的发展，朝着更智能化的方向发展，具体体现在，具有行走能力、感知能力、对工作环境的适应能力。工业机器人的发展新趋势主要体现在以下几个方面：

4.1工业机器人控制系统更加完善，操作更加便捷

工业机器人内部的核心构成是控制系统，控制机器人的示教、记忆和通信连接。随着计算机技术的不断发展，机器人控制系统的水平不断提高，由传统的封闭式变为开放式 ，使工业机器人控制系统逐渐有一个统一的标准。同时，工业机器人的操作也变得更加便捷，只需要操作人员进行简单的学习就可以对机器人进行操作，不需要投入大量的人力物力进行培训，使得对机器人的维护和管理也变得更方便。

4.2工业机器人整体性能不断增强，使用范围更广

机器人的应用领域越来越广，工厂中焊接机器人、医院中医用机器人、餐厅中服务机器人、家庭中娱乐机器人、扫地机器人等，机器人的应用越来越普及，智能化程度越来越高。随着技术水平的提高，机器人的成本逐渐下降，但是性能却越来越高，功能越来越强大。比如，工业制造业、包装业中机器人的机械手，模仿人类的手和手臂，可以在准备而迅速的

完成抓取和搬运的工作，实现工厂的自动化同，同时，机器人可以在一定时间内不停的重复同一个工作，这也是工业机器人的优势。工业机器人和仿真软件相结合，建立模型，仿真模拟真实的场景，不断调试，增强工厂的智能化和自动化水平，提高机器人的整体性能和可靠性，应用范围更广。

4.3工业机器人朝着生物性和仿生性的方向发展

一些工业生产环境条件恶劣，不适合人长时间工作，甚至会对工作人员的身体健康不利，造成一些操作无法完成，这也是工业机器人可以在工业中得到推广的一个主要原因之一。

比如，变电站的自动巡检机器人，可以代替工作人员完成巡检工作，不仅可以在恶劣天气下工作，还可以完成一些复杂危险的巡检工作，并且对检测结果进行判断，从而避免人工依靠经验而误判造成损失，大大提高了检测的准确性和安全性，提高了检测的效率。另外，在水下操作中的蛇形机器人、仿生鱼机器人等，都设计外形比较逼真，受到许多关注。在工业机器人的发展中，生物性和仿生性是备受关注的一个特性，并且也得到了稳定的发展，可以实现对人类行为的模仿或者代替，成为新时代工业机器人的一个发展趋势[3]。

4.4工业机器人融合传感器技术，具有人类的思维和神经

人工智能时代的工业机器人更具有智能化，除了可以模仿人类的动作外，还具有更高层次的模仿，具有人类的思维和神经。传感器的出现，实现不同功能的传感器和工业机器人相融合，使工业机器人实现视觉、听觉、触觉等不同功能，使工业机器人更智能化。例如，变电站中自动巡检机器人，采用多传感器融合的技术，内部搭载视觉传感器、超声波传感器、速度传感器、温度传感器，在视觉传感器的配合下，机器人可以判断设备是否存在漏油、裂痕、异常声响等信息;在超声波传感器配合下，机器人可以判断离障碍物的距离信息;在速度传感器作用下，机器人可以判断左右轮的速度，从而实现转弯;在温度传感器配合下，机器人可以判断设备温度是否过高。 另外，远距离遥控机器人是传感器技术发展的一个新的标识，在机器人未来发展中，不断优化和提升，会得到推广和英语。

5、我国工业机器人发展中存在不足

我国工业机器人发展迅速，但是仍有一点不足之处。首先，我国工业机器人起步比较晚，但是发展迅速，资金投入有点欠缺，正处于不断摸索前进的阶段。其次，我国的生产技术仍然需要提高，关键零部件技术研发能力相对薄弱，工业机器人内部许多关键零部件需要进口，这就增加了成本，并且不利于研发的积极性提高。最后，我国对工业机器人的研发和资金投入还没有达到一定的规模，没有达到标准化的生产，短时间内推广和应用还有一定的阻力。

6、结束语

工业机器人是多门学科相互融合的情况下产生的，对工业发展有很重要的作用，不仅给现在一些工廠出现招工难的情况解决了难题，而且大大提高企业生产效率，节约生产成本。随着科技和经济的发展，人工智能时代的到来，工业机器人生产成本逐渐降低，性能逐渐提高，仿生学工业机器人的应用逐渐提高，工业机器人有了新的发展趋势，更智能化，同时推进工厂的自动化水平提高和智能化水平提高。随着工业机器人的应用越来越广，在人工智能时代定可以创造更大的价值。

参考文献：

[1]牛丽.人工智能时代工业机器人的发展趋势探讨[J].智库时代，2018（48）：165+168.

[2]柴彦玲.人工智能时代工业机器人的发展趋势[J].科技创新与应用，2018（30）：80-81.

[3]石征，吴难.浅析人工智能背景下机器人的发展前景和趋势[J].企业科技与发展，2018（06）：84-85.

作者简介：

杨惠（1989—），女，汉族，河南省三门峡市人，助教，硕士研究生，三门峡职业技术学院，研究方向：智能控制。