工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在自動化控制領(lǐng)域的運用分析

霍丹

摘 要：隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用越來越廣泛。工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用于自動化控制領(lǐng)域，而自動化又是當(dāng)前國際發(fā)展的大潮流，如何跟隨潮流進(jìn)步，關(guān)鍵點就在于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的掌握程度。本文就工業(yè)機(jī)器人在自動化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用展開分析，旨在為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;自動化控制;運用

中圖分類號：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）17-0031-02

Absrtact： With the development of science and technology， industrial robots are more and more widely used. Industrial robot is mainly used in the field of automatic control， and automation is the trend of international development at present. The key point of how to follow the progress of the trend lies in the mastery of industrial robot technology. This paper analyzed the application of industrial robots in the field of automation control， in order to provide reference for related research.

Keywords： industrial robot;automatic control;application

很多人對工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)造并不熟悉，認(rèn)為其只是搬拉拖拽的機(jī)械，不需要太多技術(shù)支撐。其實，制造工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)十分復(fù)雜，所應(yīng)用到的學(xué)科知識十分繁多。以我國當(dāng)前的制造水平而言，作為一個泱泱大國，制造技術(shù)僅停留在國際中低水平，難度可想而知。目前，我國制造工業(yè)機(jī)器人的水平仍停留在中低水平隨著社會不斷發(fā)展，大眾對工業(yè)機(jī)器人的概念已經(jīng)不像幾年前那么陌生，也越來越認(rèn)可他們在社會發(fā)展中所扮演的角色位置。本文對工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀、控制特點、應(yīng)用領(lǐng)域以及未來展望進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展與西方發(fā)達(dá)國家仍存在很大差距，且這種差距很難在短時間內(nèi)彌補(bǔ)，需要國家從教育層面入手，通過數(shù)代人的努力與之抗衡。深入來看，制約我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一個重要因素是零件制造與裝配，這是因為我國精密制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對不成熟，難以支撐工業(yè)機(jī)器人這種高精密機(jī)械設(shè)備的零件制造;在裝配方面，裝配技術(shù)簡陋，難以與精密度極高的工業(yè)機(jī)器人相匹配。工業(yè)機(jī)器人多應(yīng)用于電氣自動化領(lǐng)域，這些領(lǐng)域在生產(chǎn)過程中對精確度要求較高，可謂失之毫厘謬以千里，精密程度達(dá)不到要求，工業(yè)機(jī)器人就無法應(yīng)用[1]。

2 工業(yè)機(jī)器人的控制特點

工業(yè)機(jī)器人并不能像人類一樣具有主觀思維能力，因此他們?nèi)狈χ饔^能動性，做出的每一項動作都由程序員設(shè)定好參數(shù)，這些參數(shù)仿佛人類社會中的指令，是出于控制的目的。因此，人類想要讓工業(yè)機(jī)器人按照自己的想法完成行動，就必須提前設(shè)計控制系統(tǒng)，總體而言，工業(yè)機(jī)器人的控制特點主要有以下4點。①機(jī)構(gòu)運動學(xué)是制造工業(yè)機(jī)器人的重要學(xué)科知識，因此，工業(yè)機(jī)器人的運動都要依照坐標(biāo)。例如，人類要想工業(yè)機(jī)器人完成一套動作，就必須提前設(shè)定好相應(yīng)坐標(biāo)，在行動中根據(jù)自己的需求做出相應(yīng)改變。②對于操作而言，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)該配套多種操作模式，以供他們在運行時做出不同選擇，更好地完成人類指令。③工業(yè)機(jī)器人不具有思維，主要由計算機(jī)控制，通過計算機(jī)的代碼傳達(dá)指令，他們只需要按照代碼行事，就能滿足人類需求。④機(jī)器人的動作完成可以有多種不同的方式，其活動也可以人為選取最佳完成方式，從而達(dá)到最佳效果[2]。

3 工業(yè)機(jī)器人在自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用

最早的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車制造行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)和社會水平不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人越來越精密，所能完成的任務(wù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類極限，因此，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。

在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域，很多工作具有較高的危險性，且環(huán)境惡劣，投入人力的話，一方面面臨成本問題，另一方面是企業(yè)難以保證工作人員的安全，因此不得不使用工業(yè)機(jī)器人來代替人力。工業(yè)機(jī)器人能充分發(fā)揮自身優(yōu)點，面對各種艱苦惡劣的環(huán)境，操作人類難以完成的工序。

3.1 檢測工作

長期從事檢測工作，人類會出現(xiàn)疲勞等情況，從而導(dǎo)致不良品流入，影響后續(xù)生產(chǎn)。但是，利用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行檢測，所有的檢測標(biāo)準(zhǔn)都是人為提前設(shè)定好的，如尺寸、重量、大小等。按照設(shè)定好的程序進(jìn)行檢測，工業(yè)機(jī)器人檢測出現(xiàn)故障的概率幾乎為零，為后續(xù)生產(chǎn)提供很大便利。

3.2 焊接工作

眾所周知，焊接是一項具有危險性的工作，尤其在大型工業(yè)中，危險性直接與工人的生命安全掛鉤，而工業(yè)機(jī)器人則可以利用自身優(yōu)點克服危險。除了大型焊接，在自動化領(lǐng)域還有許多精密焊接工作，所需要的精密程度人工難以達(dá)到，而工業(yè)機(jī)器人可以由自身的計算程序精準(zhǔn)計算誤差，合格完成精密焊接工作。

3.3 裝配工作

裝配工作相當(dāng)復(fù)雜，需要有很多傳感器相互協(xié)調(diào)，如視覺和聽覺傳感器等，以保障裝配精準(zhǔn)。在工業(yè)中，“精密”二字體現(xiàn)在各個方面，誤差越小，所生產(chǎn)的產(chǎn)品工藝水平就越高。在科技日益發(fā)達(dá)的今天，也只有高科技工業(yè)機(jī)器人技術(shù)才能應(yīng)對日趨復(fù)雜的自動化發(fā)展[3]。

4 工業(yè)機(jī)器人在未來自動化領(lǐng)域的發(fā)展展望

隨著我國社會不斷發(fā)展，對自動化技術(shù)水平的要求越來越高，在工業(yè)機(jī)器人發(fā)展方向上也提出了明確的發(fā)展要求，即向西方發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)核心技術(shù)，在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，根據(jù)我國國情，研究出符合我國現(xiàn)代化發(fā)展的工業(yè)機(jī)器人，并且保留知識產(chǎn)權(quán)。未來的工業(yè)機(jī)器將更加智能化，適用于更多領(lǐng)域。

4.1 適應(yīng)極端惡劣的環(huán)境

在一些高溫高壓的工作場所，工人難以抵達(dá)，環(huán)境惡劣程度難以想象，強(qiáng)行由人工完成，很可能發(fā)生生命事故，只能由工業(yè)機(jī)器人代替[4]完成。

4.2 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用

在未來，工業(yè)機(jī)器人也會更多地應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。工業(yè)機(jī)器人具有高精密性，因此，可以應(yīng)用于一些骨骼矯正手術(shù)。因為對于這一類手術(shù)，單憑醫(yī)很難精準(zhǔn)計算每一個步驟，或多或少都會出現(xiàn)誤差，但工業(yè)機(jī)器人出錯的概率幾乎為零。

4.3 研制仿生工業(yè)機(jī)器人

仿生工業(yè)機(jī)器人是相比于目前的工業(yè)機(jī)器人更高端的科技設(shè)備。比如，工業(yè)機(jī)器人只能按照人類設(shè)定好的程序完成相應(yīng)動作，但仿生工業(yè)機(jī)器人類似當(dāng)前的人工智能軟件，可以通過模擬人的思維，自主進(jìn)行活動，可以更加靈活地完成各項工作。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)所取得的進(jìn)步有目共睹，這是一個時代的智慧結(jié)晶。今后，人們要不斷推動工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)其在自動化發(fā)展領(lǐng)域的應(yīng)用。相信在眾多科學(xué)家的共同努力之下，工業(yè)機(jī)器人會有更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔洪浪，李麗娜.工業(yè)機(jī)器人在拖拉機(jī)變速箱生產(chǎn)線自動化改造中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2017（20）：114-116.

[2]王素娟，秦琴，屠子美.工業(yè)機(jī)器人在LCD顯示器廢棄物自動化拆解流水線中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2019（4）：183-186.

[3]蔣穗峰，李艷春，肖南峰.基于手勢識別的工業(yè)機(jī)器人操作控制方法[J].計算機(jī)應(yīng)用，2016（12）：3486-3491.

[4]段艷杰，呂宜生，張杰，等.深度學(xué)習(xí)在控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與展望[J].自動化學(xué)報，2016（5）：643-654.