工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用

朱韡

[摘 ? ?要]現(xiàn)如今是信息科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，人工智能已經(jīng)普遍應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其中最為突出的就是機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用，盡管這一人工智能理念提出的很早，但是這一技術(shù)還沒有完全成熟。目前做任何事情都講究效率，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)中投入的成本很大，工作效率低會(huì)對(duì)企業(yè)的盈利產(chǎn)生影響。將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用在自動(dòng)化的控制領(lǐng)域中，能夠很好地幫助企業(yè)節(jié)約人工成本，使企業(yè)的利益最大化。

[關(guān)鍵詞]工業(yè)機(jī)器人;自動(dòng)化控制;實(shí)踐應(yīng)用

[中圖分類號(hào)]TP273 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）03–00–02

[Abstract]Now is the era of rapid development of information science and technology， artificial intelligence has been widely used in various fields， the most prominent of which is the research and application of robots， although this concept of artificial intelligence was put forward very early. But this technology is not fully mature. At present， everything is efficient， especially in the industrial field， the cost of investment in industry is very large， low efficiency will have an impact on the profits of enterprises. The application of industrial robot technology in the field of automation control can help enterprises save labor costs and maximize the benefits of enterprises.

[Keywords]industrial robot; automation control; practical application

現(xiàn)在國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，逐步提高了我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展腳步，使得中國現(xiàn)今具有的智能機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，并且研發(fā)技術(shù)日益成熟，研發(fā)過程逐漸完善，這一成就的主要體現(xiàn)渠道就是在工業(yè)領(lǐng)域中，汽車制造以及材料鑄造的方面，逐步地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的生產(chǎn)過程，并且逐步取代了傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)模式，能夠快速提高工作效率。

1 概述

“機(jī)器人”的由來很早，最近幾年逐漸滲入到人們的日常生活中。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，ISO）對(duì)工業(yè)機(jī)器人的定義是面向工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的自動(dòng)控制、可重復(fù)編程的多用途機(jī)械手。機(jī)器人的分類方法有多種，按其應(yīng)用可分為：工業(yè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、空間機(jī)器人和娛樂機(jī)器人。其中工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展是工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域中一項(xiàng)突出的成就，需要對(duì)其進(jìn)一步研究和思考。

2 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

①機(jī)器人在移動(dòng)過程中對(duì)于參照物的選擇是和人類的感官選擇不一樣的，機(jī)器人本身缺乏對(duì)于外部環(huán)境的探索并將信息進(jìn)行集中處理的能力，這樣機(jī)器人無論是完成任何任務(wù)，都是依照編程人員事先設(shè)定的移動(dòng)坐標(biāo)進(jìn)行軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)按照編程設(shè)定的路線進(jìn)行日常工作的。②智能化機(jī)器人的應(yīng)用程序也是根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景以及應(yīng)用情況而具體設(shè)定的，在智能化機(jī)器人進(jìn)行日常工作任務(wù)過程中，可以通過為機(jī)器人設(shè)定具體的工作模式和自主空間，幫助機(jī)器人能夠更加方便地開展工作，以及在工作過程中幫助機(jī)器人完成規(guī)定的工作之外的其他設(shè)定的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)真正的智能自動(dòng)化，保證了智能機(jī)器人程序應(yīng)用的多變化。③智能機(jī)器人缺乏了與外界進(jìn)行溝通的能力以及具體實(shí)施的方法，這是智能機(jī)器人不足以趕上人類的區(qū)別之處，所以想要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行正確的工作分配，必須要實(shí)現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)代碼以及各種編程語言，讓智能機(jī)器人完整且正確地接收到工作任務(wù)，才能夠保證機(jī)器人明確自己的工作任務(wù)，以及更加細(xì)致地完善工作細(xì)節(jié)，保證工作的完美完成。

3 工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1 人-機(jī)交互系統(tǒng)

人-機(jī)交互系統(tǒng)是指操作人員對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制并與機(jī)器人之間取得聯(lián)系的裝置。該系統(tǒng)可分為兩大類：指令給定裝置和信息顯示裝置。類似于日常所使用電腦鍵盤（指令給定裝置）和屏幕（信息顯示裝置）。以一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)器人為例，機(jī)器人系統(tǒng)包含示教器和控制柜，機(jī)器人主要是通過示教器和控制柜與自身取得聯(lián)系，既可以通過在示教器上進(jìn)行編程，輸入一些指令，即指令給定裝置，也可以在示教器上顯示相應(yīng)的信息，即信息顯示裝置。這就是人-機(jī)交互系統(tǒng)。

3.2 集中控制

對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行安裝集中控制模式，主要體現(xiàn)在對(duì)工業(yè)機(jī)器人完成工作任務(wù)的過程中，進(jìn)行良好的把控，并且能夠保證智能機(jī)器人對(duì)工作措施能夠及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，使得能夠更好地完成具體任務(wù)，所以將數(shù)據(jù)分析以及對(duì)機(jī)器人的管控按鈕放在一起，能夠提高智能機(jī)器人的應(yīng)用性能。

3.3 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制

對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的智能機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的安裝，需要對(duì)智能機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，并且保證智能機(jī)器人能夠完成工作任務(wù)。如果對(duì)智能工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制部分進(jìn)行完善，能夠達(dá)到幫助智能機(jī)器人的系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的控制模式，以及能夠?qū)C(jī)器人的改變和調(diào)整有一個(gè)更全面的了解，從而使得機(jī)器人完成工作的速率得到提高，并且保證其工作質(zhì)量良好。

4 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的控制方式

4.1 點(diǎn)位控制

點(diǎn)位控制是指對(duì)工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器進(jìn)行操作，通過對(duì)其位置進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)讓機(jī)器人能更加精確、快速地在特定的位置完成操作。

4.2 工業(yè)機(jī)器人連續(xù)軌跡控制方式

和點(diǎn)位控制的方式有所不同，機(jī)器人的連續(xù)軌跡控制方式更好地解決了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡無法掌控的缺點(diǎn)。這種控制方法依舊是借助機(jī)器人的末端執(zhí)行器，將人類預(yù)先設(shè)定好的工作指令進(jìn)行“連續(xù)”的完成，連續(xù)軌跡控制方式與點(diǎn)位控制方式相比最為重要的改變就是提升了機(jī)器人的工作效率，在有效地減少機(jī)器人錯(cuò)誤率問題的基礎(chǔ)上，可以更為有效地提升機(jī)器人對(duì)于某項(xiàng)工作的完成效率。

4.3 力控制

力控制就是指工業(yè)機(jī)器人在完成操作時(shí)，所使用的用力程度。對(duì)于一些操作對(duì)象比較脆弱的情況，為了避免在生產(chǎn)過程中受到破壞，就需要工業(yè)機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行控制力氣，因此在實(shí)際操作過程中要求高精準(zhǔn)的確定位置，必須使用適當(dāng)?shù)牧貓?zhí)行操作。

5 工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

5.1 醫(yī)療行業(yè)

智能化機(jī)器人應(yīng)用于人類生活的各個(gè)領(lǐng)域中，在醫(yī)療領(lǐng)域中的作用也不容小覷，具體可以體現(xiàn)在醫(yī)療手術(shù)中，利用智能機(jī)器人幫助醫(yī)生完成手術(shù)，雖然這一項(xiàng)智能技術(shù)還不夠成熟，但是也在不斷的完善中，并且取得了一定的成績(jī)，所以這也可以從側(cè)面體現(xiàn)出智能化機(jī)器人很有可能逐漸在醫(yī)療領(lǐng)域中發(fā)揮出更大的作用。將智能機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)，能夠?qū)崟r(shí)管控病人的手術(shù)細(xì)節(jié)以及運(yùn)輸和恢復(fù)等部分，運(yùn)用最先進(jìn)的技術(shù)以及最完善設(shè)備，幫助人們刷新對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的認(rèn)知。

5.2 汽車制造行業(yè)的應(yīng)用

智能化工業(yè)機(jī)器人使用量最高的生產(chǎn)區(qū)域可以聚焦到發(fā)達(dá)國家中汽車制造行業(yè)，在53%的發(fā)達(dá)國家中，都逐漸地運(yùn)用智能化機(jī)器人取代傳統(tǒng)的人工制造，來達(dá)到提高工作效率的目的。而在我國中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車制造行業(yè)的比例也逐漸過半，并且應(yīng)用的機(jī)器人有一半以上的都是焊接機(jī)器人。所以，能夠從這一數(shù)據(jù)中得出結(jié)論：在未來汽車制造業(yè)工作崗位上，工業(yè)機(jī)器人取代人工的情況應(yīng)該不在少數(shù)，并且能夠逐漸使傳統(tǒng)汽車制造業(yè)中人工受累受困的工作模式得到改善，實(shí)現(xiàn)高效率、保質(zhì)量的智能化機(jī)器人完成工作現(xiàn)象。時(shí)代的不斷發(fā)展，使得各個(gè)行業(yè)，各個(gè)領(lǐng)域，都在不斷地進(jìn)步，工業(yè)發(fā)展部分更是突飛猛進(jìn)。在現(xiàn)階段，中國對(duì)汽車制造業(yè)以及自動(dòng)化智能技術(shù)提出了更高的要求，希望能夠保證智能技術(shù)和機(jī)器人研發(fā)達(dá)到一個(gè)更高的水準(zhǔn)，能夠保證我國工業(yè)制造發(fā)展速度逐漸趕上并且能夠超越世界發(fā)達(dá)國家水平。其中，工業(yè)制造中的智能機(jī)器人占據(jù)著重要的地位，并且有著極大的促進(jìn)發(fā)展的作用，從側(cè)面推動(dòng)了我國汽車制造業(yè)的飛速進(jìn)步，提高了任務(wù)的完成速率，并且質(zhì)量可以得到把控，使得我國能夠有更多的時(shí)間與機(jī)會(huì)去深入探究制造業(yè)以及自動(dòng)化技術(shù)。

5.3 橡膠塑料工業(yè)

在我國主要經(jīng)濟(jì)來源行業(yè)中，橡膠與塑料制造占據(jù)榜首，在這一材料生產(chǎn)過程中，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都緊密聯(lián)系，需要大量的工作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通，并且對(duì)工作任務(wù)的完成以及出現(xiàn)的現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行討論得出結(jié)果，所以，需要一定程度上的自動(dòng)化技術(shù)幫助人們完成那些枯燥乏味，需要反復(fù)進(jìn)行的工作。而在近些年來，由于人們逐漸提高環(huán)保意識(shí)，使得人們逐漸抵制傳統(tǒng)橡膠與塑料行業(yè)，覺得這些材料是不環(huán)保的。所以，想要這一行業(yè)能夠繼續(xù)發(fā)展，并且能夠逐漸跟上時(shí)代的腳步，就需要在其中增加大量的生態(tài)環(huán)保理念，進(jìn)行一場(chǎng)無聲的“工業(yè)革命”。主要目的以及主要的舉措，也就是需要對(duì)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行一個(gè)全面的改革創(chuàng)新，在生產(chǎn)過程中保證生產(chǎn)質(zhì)量以及對(duì)生態(tài)環(huán)保理念進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。所以在這一工作行業(yè)中，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人可以從一定程度上保證產(chǎn)品的質(zhì)量得到把控，并且能夠提高工作效率，從而提高產(chǎn)品的綜合評(píng)分，這也就是智能化機(jī)器人工作較人工工作存在的優(yōu)勢(shì)。

5.4 鑄造行業(yè)

由于鑄造行業(yè)中的人工崗位具有著工作強(qiáng)度較大、工作環(huán)境高溫、高污染的特點(diǎn)，在鑄造車間里溫度極高，具有極大的粉塵和噪音，這樣的工作環(huán)境極其惡劣，甚至還存在著極大的安全隱患。長(zhǎng)期的惡劣工作環(huán)境可使得工作人員們的健康逐漸受到危害。在這一惡劣的環(huán)境中，應(yīng)用智能化機(jī)器人代替人工完成其中的工作任務(wù)，可以有效地避免這一問題，并且能夠使其工作質(zhì)量得到保證，只需要工作人員對(duì)智能化機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)單的管控，在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，就可以保證良好地完成工作任務(wù)以及提高工作效率。

5.5 化工行業(yè)

化工行業(yè)中有許多比較危險(xiǎn)的崗位，用人工進(jìn)行工作會(huì)對(duì)工人的身體健康產(chǎn)生危害，利用工業(yè)機(jī)器人代替工人工作，能夠保證工人的身體健康，還能夠提升工作效率。智能化的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于化工行業(yè)中，具體應(yīng)用在化工行業(yè)中的真空機(jī)械手、自動(dòng)清潔系統(tǒng)、鍍膜機(jī)械系統(tǒng)、大氣機(jī)械臂等方面，應(yīng)用智能化機(jī)器人進(jìn)行工作，可以保證由于工業(yè)生產(chǎn)而造成污染的周邊環(huán)境都能夠得到一定程度的改善。

5.6 噴涂噴漆

在噴涂噴漆工作領(lǐng)域中應(yīng)用智能機(jī)器人具有較高的自由程度的，機(jī)器人可以輕松自然地改變自己操作的位置、方向以及軌跡，還能夠減少人們的工作量。改變傳統(tǒng)工作方式，不僅能夠提高工作效率，也能夠使得我國智能化技術(shù)得到響應(yīng)。在三維技術(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程中，噴涂機(jī)器人是比較常見的一種類型，在汽車生產(chǎn)時(shí)候的噴漆工作，可以通過運(yùn)用機(jī)器人代替人工的工作模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作的可控性以及提高工作的效率，提高工作完成的質(zhì)量。

6 結(jié)束語

在這一飛速發(fā)展的信息時(shí)代大背景下，智能化機(jī)器人技術(shù)理念逐漸完善，在人們生活中而且在各個(gè)工作領(lǐng)域中都有著工業(yè)智能化機(jī)器人的身影，并取得了很積極的、正面的效果，所以應(yīng)該加大力度對(duì)智能技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)深入探究和實(shí)驗(yàn)，保證我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和綜合國力能夠得到持續(xù)提高。

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