工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究

卞青瀾

【摘 要】隨著我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步很快。根據(jù)當(dāng)前情況來看，我國(guó)的機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并且其已經(jīng)成功的引領(lǐng)當(dāng)代高科技發(fā)展。因此，在這一背景下論文對(duì)工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探究，以此來提高我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用水平。

【Abstract】With the development of modern science and technology in China， the robot technology in our country has made rapid progress. According to the current situation， the robot technology in China has been widely used in industry， national defense and other fields， and it has successfully led the development of modern high technology. Therefore， under this background， this paper probes into the application of industrial robot in automatic control in detail， so as to improve the application level of industrial robot in China.

【關(guān)鍵詞】工業(yè)機(jī)器人；自動(dòng)化控制；機(jī)器人應(yīng)用

【Keywords】industrial robot； automation control； robot application

【中圖分類號(hào)】TP242.2 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）09-0166-02

1 引言

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)于一體的人工智能技術(shù)。機(jī)器人在我國(guó)的廣泛應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)工業(yè)的自動(dòng)化水平已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。工業(yè)機(jī)器人包括機(jī)械部分、傳感部分以及控制部分的三大部分以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng)的六大系統(tǒng)。

2 工業(yè)機(jī)器人相關(guān)概述

工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。

工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，首先，能夠示教再現(xiàn)。工作人員可以利用此項(xiàng)功能將信息輸入到機(jī)器人的程序當(dāng)中，機(jī)器人就會(huì)將輸入的信息自動(dòng)保存在相應(yīng)的位置。而當(dāng)工作人員需要相關(guān)信息時(shí)就會(huì)自動(dòng)提取，在進(jìn)行相應(yīng)地講解，進(jìn)而充分發(fā)揮出示教再現(xiàn)的作用。其次，工業(yè)機(jī)器人有著運(yùn)用控制的功能，它能夠利用相應(yīng)的方式，使得機(jī)器人能夠擁有不同的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)形態(tài)。再次，工業(yè)機(jī)器人能夠自動(dòng)對(duì)周圍的信息進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，并且根據(jù)相關(guān)的計(jì)算結(jié)果制定出合理的作業(yè)路線，此種功能同時(shí)也是整個(gè)控制系統(tǒng)中最具有關(guān)鍵性作用的一部分[1]。最后，工業(yè)機(jī)器人能夠進(jìn)行自動(dòng)反饋。在機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，不論其狀態(tài)還是姿勢(shì)位置都會(huì)不斷地進(jìn)行變化，而工業(yè)機(jī)器人能夠根據(jù)其自身的狀態(tài)和位置進(jìn)行自我反饋。

3 工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 汽車制造行業(yè)

在中國(guó)，有超過50%的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車制造業(yè)，而在應(yīng)用于汽車制造業(yè)中的工業(yè)機(jī)器人中，有50%以上的機(jī)器人為焊接機(jī)器人；而對(duì)于當(dāng)前世界上的大多數(shù)的發(fā)達(dá)國(guó)家來說，在其國(guó)家內(nèi)部的汽車制造行業(yè)當(dāng)中對(duì)于工業(yè)機(jī)器人使用量超過了總機(jī)器人數(shù)量的53%。因此，在世界上，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍和使用情況來說，工業(yè)機(jī)器人必將代替汽車制造業(yè)的人工工作模式。就我國(guó)目前工業(yè)發(fā)展形勢(shì)來看，中國(guó)正在向制造強(qiáng)國(guó)的發(fā)展方向積極邁進(jìn)。因此，根據(jù)我國(guó)的發(fā)展形勢(shì)來說，工業(yè)機(jī)器人的使用將會(huì)提高我國(guó)汽車制造業(yè)的加工手段，保證汽車制造業(yè)的工作質(zhì)量，進(jìn)而不斷增加企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。而這所有的發(fā)展目標(biāo)和策略都將對(duì)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展有著極大的促進(jìn)作用。例如：我國(guó)的汽車制造廠商在未引入機(jī)器人之前，對(duì)于汽車制造完全依賴人工。并且一個(gè)工人只能照看最多兩臺(tái)機(jī)床，這種工作方式嚴(yán)重降低了工作效率。而在引入工業(yè)機(jī)器人后，一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人就可以獨(dú)自自動(dòng)操控多個(gè)汽車加工制造機(jī)器。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，我國(guó)的汽車制造行業(yè)在引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人之后，固定職工增長(zhǎng)速度有所減緩，但是我國(guó)的汽車制造產(chǎn)品總產(chǎn)量卻是在以驚人的速度提升，而這一現(xiàn)象的出現(xiàn)都要?dú)w功于工業(yè)機(jī)器人的使用。此外，中國(guó)重汽新車間在進(jìn)行時(shí)建成的全自動(dòng)沖壓機(jī)的成就，也要?dú)w功于對(duì)工業(yè)機(jī)器人的引入。工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械手臂將鋼板送入道沖壓機(jī)內(nèi)，不僅穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)又極大程度的避免了工傷事故的發(fā)生。

3.2 橡膠及塑料工業(yè)

塑料工業(yè)是一項(xiàng)合作緊密的行業(yè)，同時(shí)其在一定程度上又有著極高的專業(yè)化程度。另外，橡膠塑料的生產(chǎn)和加工在當(dāng)前的機(jī)械制造工業(yè)方面都有著緊密的聯(lián)系[2]。即使在將來，這一行業(yè)也必將是一重要的經(jīng)濟(jì)行業(yè)，并且塑料行業(yè)能夠?yàn)樘峁┍姸嗟墓ぷ鲘徫?。因?yàn)?，無論對(duì)于汽車行業(yè)來說，還是對(duì)于電子工業(yè)來說，甚至是食品工業(yè)，對(duì)于塑料制品以及橡膠制品的需求已經(jīng)越來越大。而機(jī)械制造作為生產(chǎn)工作環(huán)節(jié)和加工工作環(huán)節(jié)二者之間的進(jìn)行連接的重要的工藝技術(shù)，發(fā)揮著其他工業(yè)所無法比擬的實(shí)際作用。通過對(duì)注塑機(jī)或者是其他相關(guān)工具設(shè)備對(duì)原材料進(jìn)行加工，進(jìn)而形成的精細(xì)耐用的成品或半成品，將原材料進(jìn)行精細(xì)加工使得生產(chǎn)工藝更高效、經(jīng)濟(jì)可靠。我國(guó)要想躋身于世界范圍內(nèi)的塑料工業(yè)中就要在對(duì)塑料原材料加工時(shí)符合極為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此，這對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來說依然是小菜一碟。因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人不僅是最佳適用于在凈室環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)下生產(chǎn)的工具，同時(shí)在一定程度上，即使是在高標(biāo)準(zhǔn)高要求的生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中，工業(yè)機(jī)器人也能夠完成人工所完成不了的高強(qiáng)度作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人正是以其多面手的特質(zhì)，使得機(jī)器人在橡膠及塑料工業(yè)行業(yè)的作業(yè)中有著極高的效益。

3.3 鑄造行業(yè)

對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來說，其能夠在極端的工作環(huán)境下進(jìn)行多班作業(yè)，并且工業(yè)機(jī)器人能夠承受人工所不能承受的沉重工作壓力和工作負(fù)擔(dān)。另外，對(duì)于鑄造行業(yè)來說，其屬于制造強(qiáng)勁行業(yè)，另一方面，鑄造行業(yè)本身是一種高污染、高溫以及外部環(huán)境惡劣的一種工業(yè)，因此，這也是工業(yè)機(jī)器人在鑄造行業(yè)中被廣泛應(yīng)用的重要原因。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來說，工作人員對(duì)其控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單操作就能夠使得機(jī)器人應(yīng)用于注塑機(jī)運(yùn)輸?shù)裙ぷ髦?，并且其都能夠?yàn)殍T造企業(yè)極大的提高工作效率[3]。

3.4 化工行業(yè)

化工行業(yè)是我國(guó)工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。目前，在化工行業(yè)中，其主要應(yīng)用于化工行業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中的大氣機(jī)械手、真空機(jī)械手、潔凈鍍膜機(jī)械手、潔凈AGV、RGV及潔凈物流自動(dòng)傳輸系統(tǒng)等。另外，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，我國(guó)各個(gè)行業(yè)對(duì)于化工產(chǎn)品的要求越來越高，對(duì)于化工產(chǎn)品進(jìn)行加工生產(chǎn)時(shí)要求產(chǎn)品具有高度的精密化、微型化。另一方面，對(duì)于當(dāng)前生產(chǎn)化工產(chǎn)品時(shí)，需要在生產(chǎn)中擁有一個(gè)潔凈的環(huán)境。因此，在我國(guó)的化工行業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，隨著未來更多的化工工廠對(duì)于產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境清潔度的要求的不斷增高，人工生產(chǎn)已經(jīng)不在適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)境要求。因此，工業(yè)機(jī)器人將會(huì)在化工行業(yè)中得到進(jìn)一步的高度利用。從某種情況來看，工業(yè)機(jī)器人在化工行業(yè)中具有極其廣闊的市場(chǎng)空間。例如：在某橡膠廠進(jìn)行日常工作時(shí)，長(zhǎng)期以來，該廠通常采用的是傳統(tǒng)的人工工作方式來對(duì)化工產(chǎn)品進(jìn)行碼垛工作，這種人工碼垛的工作方式會(huì)極大的耗費(fèi)人力，而且這種工作方式不但沒有使得工作效率有效提高，而且使得員工受到了極大的工作壓力和勞動(dòng)強(qiáng)度。工業(yè)機(jī)器人的引入，極大地提高了化工工業(yè)產(chǎn)品碼垛工作的效率。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，使得裝箱設(shè)備每小時(shí)可完成數(shù)百塊的合成橡膠碼垛任務(wù)。而對(duì)于化工工廠來說，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，使得工廠每年可節(jié)省人工成本高達(dá)數(shù)十萬元，極大地提高了化工工廠的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

通過本文論述可知，機(jī)器人在我國(guó)的廣泛應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)工業(yè)的自動(dòng)化水平已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。而就當(dāng)前情況來看，工業(yè)機(jī)器人在汽車制造行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、鑄造行業(yè)、化工行業(yè)等各方面的應(yīng)用不僅提高了工廠的工作效率，而且極大地節(jié)約了人力成本，給企業(yè)帶來了更多的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀來看，工業(yè)機(jī)器人未來有著極大的應(yīng)用和發(fā)展空間。

【參考文獻(xiàn)】

【1】馬曉明.工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018，50（07）：217.

【2】蔡濟(jì)云.工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].科技與創(chuàng)新，2018，31（01）：144-145.

【3】金艷.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用探討[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017，33（19）：151-152.