淺談智能控制技術在工業(yè)機器人中的應用

林明昆

摘 要 隨著科學技術水平的不斷成熟與發(fā)展，各行業(yè)的生產經營水平有了明顯的進步和提升，在工業(yè)機器人的廣泛應用下更是為各行業(yè)的未來發(fā)展提供了新的思路。區(qū)別于傳統(tǒng)的控制理論，工業(yè)機器人的智能化、自動化、信息化要求更高于傳統(tǒng)的控制技術并能服務于現階段工業(yè)機器人的生產制造。因此，本文通過對智能控制技術的特點進行分析，并提出智能控制技術在工業(yè)機器人中的實際應用措施，為工業(yè)機器人生產技術水平的提升提供一定的參考。

關鍵詞 智能控制;工業(yè)機器人;應用

前言

工業(yè)機器人是機械制造業(yè)未來發(fā)展的重要方向，工業(yè)機器人能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工進行高精度、高效率的生產制造并能根據機械廠生產制造特點進行一定的個性化定制從而實現大批量、多種類的機械加工生產。但由于工業(yè)機器人的控制操作依賴于機械工程師預先的計算機算法指令編寫，這使得工業(yè)機器人在新的零件種類生產前需要進行大量的調試工作，這為工業(yè)機器人的全面投入使用造成了極大的阻礙。而通過對智能控制技術的應用來優(yōu)化提升工業(yè)機器人的控制性能，使其能夠更好地服務于現代機械制造業(yè)的生產加工[1]。

1智能控制技術特點分析

1.1 自適應性

智能控制技術的自適應性主要體現在非線性控制系統(tǒng)上，智能控制系統(tǒng)可以根據機器人傳感器對相關信息參數的接收再通過調節(jié)控制、設計準則、可視化辨識和技術修正四個環(huán)節(jié)的調整處理即可完成對控制指令的智能化編程。智能控制技術的自適應特點能夠有效提高工業(yè)機器人的工作生產質量，并能通過對生產全過程的監(jiān)督及時發(fā)送修正指令對機器人的生產操作進行調整在全局化的控制操作下將有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工參數調整工作促進工業(yè)機器人的高效運行。

1.2 模糊控制

模糊控制是智能控制技術最為突出的特點，控制系統(tǒng)能夠有效接收和識別用戶的指令或語言再由相應的算法程序轉化為計算機語言，并通過仿真模擬軟件將機器人生產加工過程展現給用戶以確保達到用戶的期望指標。模糊控制的高度智能化特點極大地減緩了傳統(tǒng)人工對工業(yè)機器人的操作方式，控制系統(tǒng)的語言識別、專家組分析、指令編寫程序等應用功能更是實現了工業(yè)機器人多元化的控制操作。

1.3 神經網絡系統(tǒng)

神經網絡控制系統(tǒng)是智能控制技術近年來發(fā)展創(chuàng)新的主要方向，具有神經網絡控制系統(tǒng)的控制器能夠仿照人類大腦神經元認知機理實現分布式處理、機器自主學習、容錯力等應用功能，神經網絡控制系統(tǒng)還能夠對生產加工信息指令進行一定的分析、處理并儲存到控制系統(tǒng)之中，在接收到同類信息時即可進行調用。神經網絡控制系統(tǒng)分布式信息存儲方式可實現信息的存儲和推理同步進行，這意味著工業(yè)機器人能夠加工一些更為復雜、非線性的機械零件。此外，神經網絡系統(tǒng)具有較高的容錯力可以利用自身的算法程序對用戶的操作指令進行一定的優(yōu)化，減少實際生產過程中多余的工藝步驟和避免撞車、毀刀等事故發(fā)生[2]。

2智能控制技術在工業(yè)機器人中的應用措施

2.1 工業(yè)機器人的視覺伺服控制

工業(yè)機器人在對零件加工前需要對零件進行精準的定位，從而確保后續(xù)的生產過程中不會對機器手臂或加工零件造成損壞。對于零件的定位依賴于工業(yè)機器人的視覺伺服控制系統(tǒng)，通過將智能控制技術應用于工業(yè)機器人的伺服控制系統(tǒng)中將進一步提高工業(yè)機器人的加工精度。神經網絡控制系統(tǒng)具有較強的容錯力可以對機器手臂末端攝像頭接收到的實時加工信息來對加工參數進行微調進而彌補機器人加工過程中出現震顫而導致零件精度受到影響。另一方面，在機器人視覺伺服控制系統(tǒng)中加入智能化控制算法可以在對零件進行動態(tài)的定位追蹤，優(yōu)化傳統(tǒng)靜態(tài)定位圖像生成時產生的冗余變量。

2.2 運動規(guī)劃控制應用

工業(yè)機器人的高效加工體現在流程化和一體化兩個方面，區(qū)別于傳統(tǒng)人工的加工生產方式，通過對工業(yè)機器人運動路徑、速度、加工步驟等給予相應的程序指令一臺工業(yè)機器人即可完成需要多人才能完成的加工工藝，這要求工業(yè)機器人的運動規(guī)劃控制必須科學嚴謹避免機器人在運行過程中出現撞車的情況。通過在工業(yè)機器人運動規(guī)劃控制中引入智能控制技術，利用神經網絡控制系統(tǒng)對零件加工過程進行分布式處理，進而合理規(guī)劃出機器人的運動路徑和相應的運動參數。同時利用智能控制技術的自適應性特點還能制定機器人的優(yōu)先級操作指令使得插入操作指令能夠與先前運動規(guī)劃指令相協調。智能控制技術在工業(yè)機器人運動規(guī)劃控制中的應用將實現機器人多元化的加工生產。

2.3 操作指令優(yōu)化應用

通常而言工業(yè)機器人生產加工指令是由機械工程師利用計算機軟件對加工零件進行三維建模后根據機器人加工刀具、材料性能、技術要求等特點進行的操作指令自動化生成，但由于建模精度、加工參數等對操作指令的生成具有一定影響，工業(yè)機器人還需要通過不斷的仿真模擬和調試后才能實施加工生產操作。而在對智能化控制技術的應用下，傳統(tǒng)人工的調試工作將由控制系統(tǒng)自動進行，控制系統(tǒng)將調用工業(yè)機器人的專家系統(tǒng)數據進行算法處理后即可對計算機軟件編寫的操作指令進行優(yōu)化調整。利用智能化控制技術的模糊控制特點還能極大減少人工建模的工作，對于一些易于加工或能夠從數據庫直接調用的零件操作人員可以通過語音或編碼指令的方式直接控制機器人開始加工生產。智能控制技術對工業(yè)機器人操作指令的優(yōu)化作用能夠有效提高加工生產效率及為機器人加工過程提供可靠保障[3]。

3結束語

綜上所述，工業(yè)機器人在機械制造業(yè)的廣泛推廣和應用將促使機械制造水平的全面提升，工業(yè)機器人是現代科技的結晶，但現階段的工業(yè)機器人在實際使用過程中仍存在著一定的不足和問題，工業(yè)機器人高度智能化、自動化、信息化功能的實現需要引入智能控制技術。在智能控制技術的自適應性、模糊控制、神經網絡控制特點下將有效提高工業(yè)機器人的生產效率和生產過程中的安全性，促使工業(yè)機器人朝向智能化方向發(fā)展。

參考文獻

[1] 譚慶吉.淺談機電一體化系統(tǒng)中智能控制的應用[J].中國科技投資，2017，（22）：388.

[2] 袁國偉.淺談工業(yè)機器人在工業(yè)生產中的應用[J].科協論壇（下半月），2013，（4）：64-65.

[3] 楊建軍.智能視覺系統(tǒng)在工業(yè)機器人碼垛系統(tǒng)的應用研究[J].數碼世界，2018，（9）：27.