工業(yè)機器人在自動化控制中的應(yīng)用

趙明志 李興順 張政

摘要：工業(yè)發(fā)展是保證國家整體經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)。只有優(yōu)化和升級技術(shù)和機械設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用，才能實現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)，使工業(yè)生產(chǎn)模式更加智能化和技術(shù)集成化。工業(yè)機器人自誕生以來，對中國工業(yè)領(lǐng)域起到了重要的推動作用，不僅有效緩解了傳統(tǒng)工業(yè)模式下的大量勞動力問題，而且合理滿足了生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)收入等指標(biāo)，提高了中國工業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展速度。因此，對于工業(yè)機器人的未來發(fā)展，一方面需要不斷加強自動化控制技術(shù)的應(yīng)用深度，進一步提高工業(yè)機器人的使用效率。另一方面，有針對性的擴展旨在解決工業(yè)機器人在各個行業(yè)的應(yīng)用問題，使自動化控制技術(shù)和工業(yè)機器人能夠充分應(yīng)用于各個領(lǐng)域，這對社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人;自動化控制;實踐應(yīng)用

引言

隨著科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟的和諧發(fā)展，工業(yè)機器人在許多領(lǐng)域取得了良好的成果，并逐步采用了自動化控制模式。對于工業(yè)機器人的科學(xué)研究，今后需要深化自動控制技術(shù)的應(yīng)用，并將其納入自己的控制系統(tǒng)，以進一步提高應(yīng)用質(zhì)量。

1、研究背景

工業(yè)是一個國家發(fā)展的基石，機器人自動化是工業(yè)發(fā)展的基石。中國在國家科學(xué)技術(shù)研究方案，特別是863計劃的支持下，在工業(yè)機器人的開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用方面取得了重大進展，從零增長到零增長。在工業(yè)機器人自動化的發(fā)展過程中，一方面加快了我國工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展，另一方面提高了我國工業(yè)自動化的生產(chǎn)水平。因此，以工業(yè)機器人為例，本文從四個方面介紹了工業(yè)機器人：工業(yè)機器人的分類、控制系統(tǒng)和控制方法，并研究了工業(yè)機器人在自動化控制城市中的應(yīng)用，以促進工業(yè)機器人的發(fā)展。

2、組成和控制方式

2.1機器人的組成

機器人零部件主要由控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和車身結(jié)構(gòu)三部分組成。身體結(jié)構(gòu)由三個部分組成：手臂、手、手腕和機械臂，通常具有四至七個自由度;手腕，通常具有四至五個自由度。傳動系統(tǒng)主要包括功率機構(gòu)和傳動裝置，控制系統(tǒng)是控制操作系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的各個方面，包括計算機、控制器、輔助設(shè)備等。通過微處理器和微計算機的運行和控制以及監(jiān)管機構(gòu)的持續(xù)運行，人機交互可以通過內(nèi)存裝置和手動釋放功能來實現(xiàn)。機器人傳感器相當(dāng)于一系列感知、聽覺、視覺和觸摸人類。傳感器在機器人中作為一個感知機構(gòu)的作用，幫助機器人進行速度、位置和狀態(tài)的變化，并控制一系列輔助裝置，這些輔助裝置與機器人的運動相互配合，相互獨立地工作，不同的裝置相互之間互不干擾，但在操作過程中相互干擾。

2.2機器人的控制方式

在機器人的控制方法部分，首先是智能控制，機器人可以通過傳感器獲取一系列環(huán)境信息，并將其導(dǎo)入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)可以通過輸入的信息進行連續(xù)分析，因此可以輸入相應(yīng)的操作說明，使機器人能夠?qū)W習(xí)二是觸摸控制，機器人要提高工作過程中的效率、準(zhǔn)確性和安全性，可以幫助機器人感受到環(huán)境的影響，通過觸摸進行相應(yīng)的動作。最后，機器人運行過程中的驅(qū)動控制要求對機器人的運動、行為和速度進行規(guī)范，必須有一個標(biāo)準(zhǔn)化的運動，以便對機器人的位置和狀態(tài)進行持續(xù)的控制，運行過程中，機器人必須根據(jù)傳感器輸入的信息進行獨立判斷。

3、工業(yè)機器人技術(shù)在當(dāng)代的應(yīng)用情況

目前，工業(yè)機器人廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)、軍隊等各個領(lǐng)域，由于工業(yè)機器人具有特殊的適應(yīng)性，在工廠生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。有了工業(yè)機器人，我們可以完成很多無聊的任務(wù)工業(yè)機器人對外部環(huán)境要求不高，即使工作環(huán)境比較困難，也能很容易地繼續(xù)工作。工業(yè)機器人在重型貨物運輸中的使用、化學(xué)涂料的噴灑等，可以大大避免化學(xué)材料對人體造成的損害。此外，工業(yè)機器人在汽車生產(chǎn)中起著極其重要的作用據(jù)相關(guān)資料顯示，全世界近40%的工業(yè)機器人用于汽車工業(yè)，這對世界汽車工業(yè)的發(fā)展起到了極其重要的作用。工業(yè)機器人與機床的合理結(jié)合——數(shù)控工具在提高機床加工性能——數(shù)控工具和數(shù)字柔性制造需求方面發(fā)揮了出色的作用。在制冷和生產(chǎn)作業(yè)中，工業(yè)機器人可以很好地發(fā)揮作用，為鑄造、砂、清潔、鑄造鏈等生產(chǎn)冷水機、彎管和螺旋壓力機。和曲柄壓力機。總體而言，工業(yè)機器人技術(shù)現(xiàn)在非常成熟，未來將伴隨著各種科技領(lǐng)域的進步，傳感器技術(shù)和信息技術(shù)的不斷改進，工業(yè)機器人將得到更廣泛的應(yīng)用。

4、工業(yè)機器人在自動化控制中的應(yīng)用趨勢

4.1感知功能更加強大

在一個復(fù)雜的社會中，人的一切活動都依賴于知覺，即視覺、聽覺、嗅覺、觸覺和知覺[3]。在這些觀念的指導(dǎo)下，人類能夠準(zhǔn)確和及時地發(fā)現(xiàn)自身（內(nèi)部）和（外部）環(huán)境中發(fā)生的變化，從而產(chǎn)生思想的行為。通過賦予工業(yè)機器人感知能力，它可以準(zhǔn)確地判斷和分析自己——以及作為人類的環(huán)境，然后采取相應(yīng)的行動。隨著各種傳感器和發(fā)動機集成技術(shù)、感官信息收集和融合處理技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機器人的感知功能將進一步增強。

4.2智能控制快速發(fā)展

智能控制是控制理論發(fā)展的一個先進階段，主要由三個要素組成：智能信息處理;二是智能反饋;第三，智能決策[4]。當(dāng)前，機器人運動控制方法主要有點到點控制、連續(xù)軌跡運動控制和力伺服控制。今后隨著人工智能如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能算法、專家系統(tǒng)等的迅速發(fā)展，智能控制也將開辟更多的發(fā)展機遇。

4.3故障自我診斷與自修復(fù)功能的實現(xiàn)

工業(yè)機器人操作環(huán)境中只有少數(shù)操作者，而且大多數(shù)操作者都是自動化的。在正常運行狀態(tài)下，當(dāng)對象突然斷電或受到撞擊時，工業(yè)機器人可能會遇到停機和操作錯誤等問題。為了確保生產(chǎn)力，工業(yè)機器人應(yīng)具備某些自我診斷和自我修復(fù)功能，以便能夠?qū)σ馔馇闆r作出迅速和正確的反應(yīng)。伴隨著工業(yè)機器人故障自我診斷系統(tǒng)的研究和相關(guān)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，相信今后工業(yè)機器人將具備故障自我診斷和自我修復(fù)的功能。

結(jié)束語

經(jīng)濟發(fā)展帶動了科學(xué)技術(shù)的進步目前機器人廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國防等技術(shù)越來越成熟，特別是在自動化工業(yè)生產(chǎn)方面，這在很大程度上取代了汽車制造、鑄造等方面的傳統(tǒng)人工生產(chǎn)模式。目前，在機器人應(yīng)用方面也存在著需要解決的問題，為了使機器人變得更加智能化和現(xiàn)代化，還需要進一步改進技術(shù)。

參考文獻

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[2]魏炳哲，于磊，王萬里.工業(yè)機器人技術(shù)在自動化控制領(lǐng)域的實踐分析[J].黑龍江科技信息，2020（17）：108-109.

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[4]林曉東，劉堯生，張金枝，等.機器人在鉆桿接頭鍛壓生產(chǎn)線中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動化，2015（21）：39-41.

1.臨沂科技職業(yè)學(xué)院 山東臨沂 276017;2.山東煤炭技師學(xué)院 山東臨沂 276017