工業(yè)機(jī)器人在自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用分析

劉之斌 姚路

沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司 遼寧沈陽 110000

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得機(jī)器人技術(shù)不斷成熟和完善，并被廣泛應(yīng)用到工業(yè)發(fā)展中，為人們的生活生產(chǎn)提供巨大的便利。從機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展情況來看，技術(shù)形式、內(nèi)容復(fù)雜，其中涉及到傳感技術(shù)、機(jī)構(gòu)學(xué)以及計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種學(xué)科技術(shù)。當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中逐漸普及，而且成為工業(yè)未來發(fā)展中的重要趨勢，接下來將對工業(yè)機(jī)器人在自動化控制領(lǐng)域的具體應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

1 工業(yè)機(jī)器人的特點和功能

1.1 工業(yè)機(jī)器人的特點

工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)中的應(yīng)用可以替代人工勞動力，提升生產(chǎn)效率，降低人工成本。同時工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的過程中有效降低人工操作的風(fēng)險性。在工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計中，對立學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)等方面的要求都比較高，在對機(jī)器人狀態(tài)的描述中大部分會采用坐標(biāo)的形式，改變機(jī)器人的運動狀態(tài)。大部分工業(yè)機(jī)器人都具有一定的智能化特點，通過內(nèi)部程序的設(shè)定以及智能系統(tǒng)完成崗位要求和任務(wù)，完全按照人類的意識和思維進(jìn)行自動化操作[1]。在工業(yè)機(jī)器人的操作方式轉(zhuǎn)變中只需要改變機(jī)器人參數(shù)或者輸入程序指令即可以完成。通過對機(jī)器人參數(shù)的調(diào)整，機(jī)器人的操作和運行情況都會出現(xiàn)巨大的變化。而且工業(yè)機(jī)器人都可以與網(wǎng)絡(luò)連接，通過網(wǎng)絡(luò)信息庫的加載實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)的管理和決策。

1.2 工業(yè)機(jī)器人的功能

工業(yè)機(jī)器人的功能具有多樣性，最基礎(chǔ)的兩項功能為運動控制和示教再現(xiàn)。在示教功能中，操作人員需要先將機(jī)器人的運行速度、位置等數(shù)據(jù)輸入到控制系統(tǒng)中，并通過記憶功能進(jìn)行存儲。然后進(jìn)行機(jī)器人動作代碼的編輯，并將代碼輸入到控制系統(tǒng)中，機(jī)器人運行時，需要提前對系統(tǒng)中的指令進(jìn)行調(diào)動，并通過指令的調(diào)動對機(jī)器人程序進(jìn)行操作，實現(xiàn)示教功能。以汽車生產(chǎn)為例，對機(jī)器人示教功能的發(fā)揮作用更大。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的雙重發(fā)展，當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為社會中關(guān)鍵的工具和技術(shù)形式。工業(yè)機(jī)器人能夠替代人進(jìn)入到高溫、高危等危險和有害環(huán)境中，代替人類完成重復(fù)性高和體力消耗大的工作任務(wù)，有效降低生產(chǎn)中的人員傷亡事件。同時由于機(jī)器人本身的工作能力和適應(yīng)能力強(qiáng)，通過在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有利于提升工程的生產(chǎn)效率。比如搬運機(jī)器人、裝配機(jī)器人、焊接機(jī)器人等，只要下達(dá)正確的指令，這些機(jī)器人就可以按照系統(tǒng)操作發(fā)揮功能。此外，工業(yè)機(jī)器人大部分都會配備視覺、聽覺和觸覺感應(yīng)器，使機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中可以滿足不同的環(huán)境要求。

2 自動化控制領(lǐng)域中工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

2.1 工業(yè)機(jī)器人的檢測方面的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人監(jiān)測方面的應(yīng)用主要是對工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、尺寸標(biāo)準(zhǔn)等方面的檢測，通過對產(chǎn)品規(guī)格、質(zhì)量等方面的檢測，保證產(chǎn)品生產(chǎn)的精確性。相對于人工檢測來說，機(jī)器人檢測的精確度更高，即使出現(xiàn)的錯誤比較小也可以快速、準(zhǔn)確的檢測出來，防止人為檢測的失誤。

2.2 工業(yè)機(jī)器人在裝配方面的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最普遍的就是裝配工作，在裝配工作中會為機(jī)器人配備接觸傳感器、像視覺傳感器等多種傳感裝置，使機(jī)器人在裝配的過程中可以對操作對象進(jìn)行清晰的感知，并做出準(zhǔn)確的判斷，提升裝配效率。通過現(xiàn)代自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，提升工業(yè)裝配的質(zhì)量和效率，節(jié)省裝配時間和裝配人力。

2.3 工業(yè)機(jī)器人在醫(yī)療方面的簡單應(yīng)用

當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人開始逐漸在醫(yī)療方面進(jìn)行應(yīng)用，并出現(xiàn)較多的醫(yī)療應(yīng)用案例，比如可以利用人工智能機(jī)器人進(jìn)行醫(yī)療手術(shù)。雖然當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人在醫(yī)療方面的應(yīng)用技術(shù)還不夠成熟，只能應(yīng)用在比較簡單的項目中，但是已經(jīng)開始進(jìn)入到醫(yī)療領(lǐng)域就說明工業(yè)機(jī)器人未來會成為醫(yī)療行業(yè)中發(fā)展的重要趨勢。

3 工業(yè)機(jī)器人未來應(yīng)用趨勢

通過對我國科技發(fā)展現(xiàn)狀分析可知，隨著大數(shù)據(jù)、云計算以及3D打印技術(shù)等方面的發(fā)展，使得工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用更廣泛。我國現(xiàn)代信息技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實現(xiàn)對工業(yè)智能化機(jī)器人的控制和操作。因此工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用和發(fā)展也不會僅局限于某一個領(lǐng)域，逐漸會向食品、醫(yī)療、航空等方面發(fā)展。而且在功能方面，工業(yè)機(jī)器人也不會是簡單的分揀、裝配，在功能上逐漸向智能化、思維化更高端的方面發(fā)展[2]。此外，仿生學(xué)也是當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的主要發(fā)展方向，比如日本的ASIMO仿人機(jī)器人，能夠?qū)θ梭w動作進(jìn)行模擬，實現(xiàn)智能化平衡系統(tǒng)發(fā)展。在ASIMO機(jī)器人的研究中，機(jī)器人的行走替代傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)滑動，使機(jī)器人與人類更相似。通過360度感應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用，還有利于機(jī)器人對外界信息的獲取。未來工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展中，不再僅局限于對人類勞動力的解放，會向更復(fù)雜的程序動作發(fā)展，使機(jī)器人更趨向于人類的思維發(fā)展過程，當(dāng)前在這方面的研究已經(jīng)初具成果，比如阿爾法狗的圍棋挑戰(zhàn)賽。隨著這些技術(shù)的發(fā)展機(jī)器人會逐漸具有人類的原始思維和創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展中是以機(jī)械控制技術(shù)為中心，而未來工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展則會逐漸將大腦中樞作為研究核心。通過智能中樞技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)器人可以自主對問題進(jìn)行感知、處理，具有更多的智慧和思維能力。但是在智能機(jī)器人的研制中必須要做好自我意識方面的控制工作，保證機(jī)器人的控制權(quán)始終在人類的手中[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用更廣泛，在技術(shù)層面和功能層面都獲得提升。當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)發(fā)展中應(yīng)用的功能過于機(jī)械化，但是在未來的發(fā)展中，工業(yè)機(jī)器人會不斷的完善和發(fā)展，應(yīng)用的范圍也會更廣泛，為社會發(fā)展帶來更大的便利，因此還需要加強(qiáng)對工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的關(guān)注，并結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)需求，使其更好的服務(wù)于工業(yè)發(fā)展。