工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用研究

熊天學(xué)

【摘 要】機(jī)器人所涉及到的知識(shí)極其廣泛，除了計(jì)算機(jī)、機(jī)械技術(shù)外，人工智能技術(shù)、控制技術(shù)也均有涉及。隨著工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍越來越廣，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)自動(dòng)化智能控制的目標(biāo)，對(duì)較好的提升工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展水平起到了積極的推動(dòng)作用。本文主要就工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用展開研究。

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

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度越來越快，由此工業(yè)機(jī)器人正式誕生，并且在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中得到了大范圍的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人涉及自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等，在近些年來，人工智能技術(shù)已經(jīng)大面積的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。工業(yè)機(jī)器人可以長期實(shí)施反復(fù)和枯燥的體力勞動(dòng)，還可以替代諸多的人工作業(yè)。在我國發(fā)展過程中，工業(yè)有著不可忽視的作用。為了加快工業(yè)的發(fā)展，就必須發(fā)揮出來工業(yè)自動(dòng)化的作用，加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化在工業(yè)領(lǐng)域中所發(fā)揮的作用，推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域的深入發(fā)展。雖然工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，我國加大了資金的投入，但是工業(yè)機(jī)器人在具體應(yīng)用時(shí)，要盡可能的將自動(dòng)化控制的作用發(fā)揮到最大，而這就必須積極應(yīng)對(duì)一系列問題，繼而讓工業(yè)機(jī)械運(yùn)行過程中，工業(yè)機(jī)器人可以擁有更高的運(yùn)行效率，最終保證工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的有序開展。

一、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特征

雖然相比人類而言，機(jī)器人缺乏一定的主觀能動(dòng)性，它們本身不知道自己應(yīng)該做什么、怎們做？基于此，要想讓機(jī)器人為自己提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，就必須對(duì)其加以控制。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特征具體如下：第一，機(jī)器人技術(shù)要充分的和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)聯(lián)系在一起，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)大部分是以坐標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，要想讓其更好的完成各項(xiàng)任務(wù)，就需要對(duì)其設(shè)置針對(duì)性的坐標(biāo)，按照實(shí)際需要選擇；第二，機(jī)器人一般都需要自由度，事實(shí)上，自由度就是提供機(jī)器人更多操作選擇的可能性，這樣機(jī)器人就可以通過各種組合形式完成更多的操作任務(wù)；第三，通過計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人，它無法像人一樣說話，而是通過諸多計(jì)算機(jī)代碼來向它傳遞人類的真實(shí)需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)它的較好控制；第四，機(jī)器人的動(dòng)作完成具有多種多樣的方法，基于此它就如同人類勞動(dòng)要實(shí)現(xiàn)更高的效率一樣，機(jī)器人的活動(dòng)也能為人類選擇最好的完成手段，最終獲取顯著的效果。

二、工業(yè)自動(dòng)化控制功能和特征

2.1工業(yè)自動(dòng)化控制功能

工業(yè)機(jī)器人擁有諸多的功能，而最為突出的就是運(yùn)動(dòng)控制功能和示教再現(xiàn)功能。前者能夠就工業(yè)機(jī)器人操作器的速度進(jìn)行控制，而后者則是指控制系統(tǒng)能夠通過不同的手段將動(dòng)作順序等各種信息傳遞給機(jī)器人，完成示教后，工業(yè)機(jī)器人所具有的記憶系統(tǒng)就會(huì)將這些示教過程自動(dòng)的記錄和儲(chǔ)存起來，一旦需要再次執(zhí)行時(shí)，工業(yè)機(jī)器人就能按照記憶存儲(chǔ)的內(nèi)容，且無需借助人力就可以執(zhí)行。

2.2工業(yè)自動(dòng)化控制特征

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于自動(dòng)化控制中，能夠明顯減少勞動(dòng)量，讓人類得以從勞動(dòng)中解脫出來，另外，利用工業(yè)機(jī)器人能夠更好的完成一些人類所無法接觸的區(qū)域，防止造成不安全因素，最終將原本復(fù)雜的任務(wù)圓滿完成。機(jī)器人設(shè)計(jì)時(shí)，力學(xué)和結(jié)構(gòu)上都聯(lián)系得非常緊密，可通過坐標(biāo)或者改變坐標(biāo)的方式來對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行描述，最終按照坐標(biāo)來對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行狀況實(shí)施有效的控制。

三、工業(yè)機(jī)器人的控制方法

3.1點(diǎn)位控制法

此種控制方法僅限于對(duì)工業(yè)化機(jī)器人末端執(zhí)行器實(shí)施控制，更多是對(duì)機(jī)器人的位姿加以控制。通過對(duì)機(jī)器人采取點(diǎn)位控制，從而確保機(jī)器人以最快時(shí)間、精確的在相對(duì)應(yīng)的位置上完成所要求的操作任務(wù)。

3.2連續(xù)軌跡控制法

此種控制方法主要是對(duì)工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器位姿實(shí)施連續(xù)的控制，最終確保機(jī)器人可以連續(xù)完成所要求的操作流程，提高操作的精確性。此種控制方法能夠?qū)C(jī)器人操作的過程等進(jìn)行控制，最終確保機(jī)器人可以更好的完成人類所提出的要求。

3.3力學(xué)控制法

此種方法主要是對(duì)機(jī)器人在操作過程中的用力情況加以控制，由于一些操作任務(wù)的對(duì)象并不是非常強(qiáng)大，由此為了提高產(chǎn)品的完整性，就要求機(jī)器人在操作時(shí)要掌握好力度，而這就需要對(duì)其力量加以控制，最終保障操作任務(wù)可以高質(zhì)量的完成。

3.4智能控制法

此種控制方法是當(dāng)前機(jī)器人控制采用較多的一種方法，尤其是隨著數(shù)字技術(shù)的縱深化發(fā)展，智能設(shè)備已成為人類日常生活中必備的一部分。智能控制主要是通過傳感器獲取周圍環(huán)境的有關(guān)信息，并按照機(jī)器人本身擁有的知識(shí)，以此來處理出現(xiàn)的情況，此種機(jī)器人就可以在突發(fā)的情況下無需借助人力就可以非?？焖俚慕鉀Q各種問題。

四、機(jī)器人的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人在諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化方面，更是有著關(guān)鍵性的作用。

4.1焊接機(jī)器人

焊接工作在不同的領(lǐng)域中均有涉及，其中焊接機(jī)器人更多是在汽車制造廠汽車生產(chǎn)中應(yīng)用，這主要是因?yàn)槠囋谏a(chǎn)時(shí)有大部分工作都必須花費(fèi)較大的力氣，假如由人工來完成就會(huì)消耗眾多的人力，基于此，自然而然就想到了通過機(jī)器人來完成各項(xiàng)工作。在機(jī)器人制作時(shí)專門采用可以承受重量的材料，進(jìn)而確保在生產(chǎn)時(shí)可以最大程度上發(fā)揮機(jī)器人的作用，提高汽車生產(chǎn)的速度和安全性。

4.2材料搬運(yùn)機(jī)器人

材料搬運(yùn)工必須具有一定的力氣，尤其是針對(duì)部分有著較大重量的貨物。由此為了讓此問題得到更有效的解決，就離不開有著強(qiáng)大力量的機(jī)器人來完成，機(jī)器人更多是應(yīng)用于定向操作中，如抓取零件等。

4.3裝配機(jī)器人

裝配是一個(gè)較為繁雜的操作任務(wù)，由此對(duì)從事相關(guān)工作的裝配機(jī)器人也提出了更高的要求，從事裝配工作的機(jī)器人身上全部裝配了如視覺傳感器等，之所以裝配如此多的傳感器，其根本目的就是為了保證裝配機(jī)器人可以準(zhǔn)確無誤地感知到即將要操作的對(duì)象，并做出相對(duì)應(yīng)的判斷，繼而確保裝配工作可以高效率的進(jìn)行。一方面確?？梢愿哔|(zhì)量的完成工作，另一方面加快任務(wù)完成的速度，機(jī)器人都是已經(jīng)定型的，無需像人類反復(fù)的進(jìn)行嘗試，從而達(dá)到節(jié)約時(shí)間的目的。

4.4檢測(cè)機(jī)器人

檢測(cè)機(jī)器人的主要任務(wù)就是負(fù)責(zé)檢查生產(chǎn)出來的不同零件和產(chǎn)品的合格情況，如判斷測(cè)量零件的尺寸等是否達(dá)到要求?？偠灾?，就是檢測(cè)生產(chǎn)出來的零件，進(jìn)而提高生產(chǎn)的精確性。另外，相比人類檢測(cè)而言，機(jī)器人檢測(cè)的精準(zhǔn)性更高，人類檢測(cè)有可能會(huì)發(fā)生一些細(xì)小的失誤，但對(duì)于機(jī)器人而言，極小的差錯(cuò)也會(huì)被輕而易舉的檢測(cè)出來。

4.5噴漆噴涂機(jī)器人

噴漆噴涂機(jī)器人更多是在三維噴漆和噴涂中使用。在開展三維表面噴漆和噴涂作業(yè)過程中，基本上都要5個(gè)自由度，這樣的話假如是人工實(shí)施噴涂，那么就必須不停的移動(dòng)設(shè)備的位置，繼而增加更多的工作任務(wù)，而這個(gè)時(shí)候就自然而然地突出工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)。

五、結(jié)束語

通過對(duì)以上內(nèi)容實(shí)施分析研究后可知，現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)也有了突破性的進(jìn)展，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)一些較為繁雜的自動(dòng)化生產(chǎn)，現(xiàn)如今隨著我國工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)縱深化發(fā)展的同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人也必將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用，為人類的生活提供更多的方便。

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