工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法的探討

高賽　劉峰善

摘 要：近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)技術(shù)得到了很大程度的提高。工業(yè)機(jī)器人開(kāi)始被應(yīng)用在越來(lái)越多的領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)，提高了生產(chǎn)勞動(dòng)的效率，保障了生產(chǎn)勞動(dòng)的安全性。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用在某些領(lǐng)域能夠替代繁重的人工勞動(dòng)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文便淺析工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 智能運(yùn)動(dòng) 控制方法

中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（c）-0009-02

隨著我國(guó)人工智能技術(shù)日漸成熟，在人工智能大背景下誕生的工業(yè)機(jī)器人開(kāi)始更加廣泛的運(yùn)用到我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域。人們能夠通過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的智能運(yùn)用進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制、多點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制以及曲線運(yùn)動(dòng)控制。通過(guò)多種運(yùn)動(dòng)控制模式能夠讓工業(yè)機(jī)器人完成高強(qiáng)度、難度大、危險(xiǎn)高的人工勞動(dòng)作業(yè)。使用工業(yè)機(jī)器人能夠在提高安全生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)大大提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。

本文便是在人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用的大背景下，分析工業(yè)機(jī)器人的工作原理。通過(guò)了解工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法，來(lái)讓工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更高自由度的運(yùn)動(dòng)控制。讓其能夠?qū)崿F(xiàn)人工難以完成的工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。

1 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

近些年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)與機(jī)器人制造技術(shù)的不斷發(fā)展。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)取得了很明顯的成就。根據(jù)我國(guó)工信部賽迪研究院最新發(fā)布的公告指出，在我國(guó)人工智能政策的支持下，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在2012—2022年10年間，預(yù)計(jì)增長(zhǎng)率將會(huì)達(dá)到年均23%～36%，潛在市場(chǎng)規(guī)模更是能夠達(dá)到千億元級(jí)別。由此可見(jiàn)，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人在未來(lái)將會(huì)有十分廣闊的發(fā)展前景。

然而相較于國(guó)外先進(jìn)工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展仍具有很大的差距。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人起步較晚，最早的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)誕生于20世紀(jì)80年代，在很多西方國(guó)家工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)化，而在我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的規(guī)模還仍然較小，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不足。近些年來(lái)，雖然國(guó)家加大了對(duì)工業(yè)機(jī)器人的投入，我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人方面的技術(shù)成果也不斷增加。但是在工業(yè)機(jī)器人方面的核心科技，仍較國(guó)外先進(jìn)國(guó)家存在著一定的差距?？傊┠陙?lái)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人雖然取得了一定的成果，但是相較于國(guó)外先進(jìn)國(guó)家，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人研發(fā)仍需要得到更大提升。

2 工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法的意義

所謂的工業(yè)機(jī)器人是為了滿足工業(yè)需求所設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人主要包含控制器、傳感器、伺服驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。目前，工業(yè)機(jī)器人在精密程度高、作業(yè)強(qiáng)度大的工業(yè)施工中都能取得很好的效果，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人能夠替代傳統(tǒng)的低效手工作業(yè)，用其高效率以及精密性來(lái)完成工業(yè)生產(chǎn)的需求。

工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法能夠使得工業(yè)機(jī)器人變得更加智能，其主要有如下幾種意義。

2.1 增加工業(yè)機(jī)器人的適應(yīng)能力

在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，很多時(shí)候需要機(jī)器能夠像人一樣進(jìn)行勞作。傳統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)，機(jī)器設(shè)備較大，且生產(chǎn)程序復(fù)雜，機(jī)器顯得十分笨拙，不利于特定工業(yè)生產(chǎn)的開(kāi)展。而工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法能夠使得工業(yè)機(jī)器人變得更加小巧靈活。同時(shí)能夠讓工業(yè)機(jī)器人適應(yīng)各種工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，讓工業(yè)機(jī)器人能夠擬人化，工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法可以讓機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上擁有像人一樣的大臂、小臂、手腕和關(guān)節(jié)。讓工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)能夠變得更加智能靈活，以此來(lái)增強(qiáng)其對(duì)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)。

2.2 提升工業(yè)機(jī)器人的通用性

傳統(tǒng)的機(jī)器人未使用智能運(yùn)用控制技術(shù)，因此生產(chǎn)出的機(jī)器人智能執(zhí)行特定的作業(yè)任務(wù)，往往不能依據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況進(jìn)行變通。而使用智能運(yùn)動(dòng)控制方法能夠讓工業(yè)機(jī)器人變得更加的靈活便捷，通過(guò)更換工業(yè)機(jī)器人各個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成部件的方式能夠讓工業(yè)機(jī)器人能夠擁有更多兼容性。這種通過(guò)更換運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)部件的方式，能夠有效提升工業(yè)機(jī)器人的通用性，讓工業(yè)機(jī)器人能夠服務(wù)于不同作業(yè)方式的生產(chǎn)。其不僅僅能極大程度上提升了工業(yè)機(jī)器人的工作效率，更能夠提升其自身的通用性。

2.3 降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)

在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法，能夠讓機(jī)器人變得更加的智能，在具體作業(yè)操縱中能夠更加靈活。工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法讓工業(yè)機(jī)器人自身性能得到了提機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)高，通過(guò)對(duì)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)的控制讓機(jī)器人能夠像人一樣去工作，讓機(jī)器人替代原本繁雜困難的人工操作。運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法，機(jī)器替代了人工的操作，從而有效降低因人工而帶來(lái)的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

3 工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法

3.1 提升機(jī)器人關(guān)節(jié)模型算法

在工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，所采取的都是擬人的運(yùn)動(dòng)方法。人們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)就是希望工業(yè)機(jī)器人能夠像人一樣的進(jìn)行生產(chǎn)工作。提升提升機(jī)器人關(guān)節(jié)模型算法，是一種有效提升機(jī)器人靈活性的辦法。優(yōu)化算法的計(jì)算，簡(jiǎn)化算法的計(jì)算量，提升算法的匹配程度。通過(guò)這種方式能夠讓工業(yè)機(jī)器人更加高校的運(yùn)作，使其活動(dòng)更加靈活，能夠從事更加復(fù)雜的動(dòng)作操作。關(guān)節(jié)模型算法的優(yōu)化提升，能夠讓工業(yè)機(jī)器人在關(guān)節(jié)擺動(dòng)上變得更加自如，提升工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)的調(diào)控。

3.2 優(yōu)化機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)方法的重要組成部分，通過(guò)對(duì)機(jī)械傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能夠讓機(jī)器人應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐中能夠相互協(xié)調(diào)，提升機(jī)械傳動(dòng)的效率，最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人工作效率的提升。在機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要能夠充分考慮到其穩(wěn)定性、靈活性、準(zhǔn)確性的要求。具體優(yōu)化過(guò)程中，還需要考慮到工業(yè)機(jī)器人的用途，更具機(jī)器人用途的需要來(lái)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整機(jī)械傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的相關(guān)布局。

3.3 完善DNA計(jì)算

DNA計(jì)算是新的計(jì)算思維思維模式。其將計(jì)算與相關(guān)生物知識(shí)結(jié)合在一起，用來(lái)提高工業(yè)機(jī)器人對(duì)于信息數(shù)據(jù)的分析處理能力。所謂的DNA計(jì)算就是將不同是數(shù)據(jù)信息進(jìn)行串聯(lián)雜交，本質(zhì)就類似于核酸分子雜交。通過(guò)對(duì)串聯(lián)雜交后的數(shù)據(jù)進(jìn)行特定的篩選來(lái)選取合適的組合結(jié)果。利用DNA計(jì)算的發(fā)展，能夠產(chǎn)生新的思維模式，讓工業(yè)機(jī)器人能夠借鑒并將其運(yùn)用到尋找PID最優(yōu)增益系數(shù)的處理上來(lái)。

3.4 設(shè)計(jì)軟件程序

在工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)方面，很多情況下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)笨拙是因?yàn)橄到y(tǒng)程序設(shè)計(jì)的不合理。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序時(shí)，沒(méi)有考慮到工業(yè)機(jī)器人使用的實(shí)際情況。通常而言，在進(jìn)行軟件程序設(shè)計(jì)時(shí)，要能夠考慮到程序設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，也就是要更具工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)用途來(lái)劃分整體機(jī)構(gòu)與分功能結(jié)構(gòu)。然后再根據(jù)每個(gè)結(jié)構(gòu)需求的不同，去設(shè)計(jì)合適的軟件程序。軟件程序的設(shè)定一定要符合相應(yīng)的使用需求，要能夠考慮到在各種情況下各個(gè)設(shè)計(jì)模塊之間耦合度。只有加強(qiáng)軟件程序設(shè)計(jì)，才能夠讓工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制變得更加的成熟。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)人工智能不斷發(fā)展的大背景下，我們要能夠?qū)I(yè)機(jī)器人的應(yīng)用予以高度重視。工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行大規(guī)模作業(yè)，是我國(guó)未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)模式。目前我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方面仍存在著諸多的問(wèn)題。相較于西方國(guó)家的發(fā)展來(lái)說(shuō)，也具有很多的不足。我們需要做到的就是完善工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法，提高工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)的控制效率。在人們的努力下，相信不久的將來(lái)，工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法一定會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

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