工業機器人在自動化控制領域中的應用研究

邢自生 孫健豪

【摘?要】經濟的發展帶動了科學技術的進步。在中國現階段，機器人已廣泛應用在工業、國防等領域，技術日益成熟，尤其是在工業自動化生產中已取得了很好的成績，工業機器人在汽車制造、鑄造業等方面已很大程度上取代傳統的人工生產模式。目前，機器人應用過程中也存在一些問題需要解決，技術需要進一步提高，使機器人技術更趨向智能化、現代化發展。

【關鍵詞】工業機器人;自動化;控制領域;應用;

引言

制造業是國民經濟的主要產業之一，隨著科學技術的發展，工業機器人正在向大眾發展，為自動化生產線提供了新的前景。通過在自動化生產線上應用工業機器人，可以大大提高工業生產力，降低報廢率，降低生產成本，為工業的長期發展奠定堅實的基礎。面對日益增長的經濟發展階段和日益復雜的市場競爭，制造業的發展將面臨前所未有的機遇和挑戰。在這方面，引進工業機器人可以大大提高制造業的自動化生產水平，加快工業的智能化發展，幫助企業在競爭激烈的市場上立足，促進制造業的變革，提高經濟效率。

1研究背景

工業是一個國家發展的根本，機器人自動化是工業發展的命脈。我國的工業機器人從20世紀80年代“七五”科技攻關開始起步，在國家科技攻關項目的支持下，特別是在“863”計劃的支持下，經過十幾年的研制、生產和應用，使中國的機器人產業從無到有，跨出了一大步。在工業機器人自動化發展過程中，一方面加快我國工業機器人技術的發展，另一方面提高我國工業自動化生產。因此本文以工業機器人為例，從工業機器人的分類、控制系統、控制方式以及應用領域四個方面展開介紹，探討工業機器人在自動化控制領城中的應用，推動工業機器人的進一步發展。

2工業機器人簡述與特點

工業機器人是自動化生產系統的重要組成部分。工業機器人的組成可以大致分為傳動和控制系統。工業機器人的創建改變了制造模型，提高了生產率，同時確保了生產線上制造的準確性。由于工業機器人在調試前就已經輸入了編程程序和指令，因此獲得了人腦的智能，而內置的驅動系統既發揮肌肉功能，又發揮網絡功能，使機器人能夠準確地進行工業生產，并確保各種操作任務高效、準確地完成。工業機器人最大的特點是良好的自動化性能，在實際加工生產過程中，用自己的驅動系統和編程程序代替復雜的工業生產流程。該機器人的每一個操作都是使用以前編寫的程序進行的，但必要時也可以在線編程，以修改指令或通過手動干預改變該機器人的操作。工業機器人參與制造行業，具有智能、自動化的特性，與傳統的人類生產相比，可為工業機器人提供更高的生產力、更高的操作精度和更好的持久工作性能。

3工業機器人在自動化控制中的應用

3.1汽車制造行業的應用

在世界大多數發達國家的汽車制造行業中，工業機器人的使用量已超過機器人總數的53%，而在中國，也已有超過50%的工業機器人應用于汽車制造業，而在應用于汽車制造業中的工業機器人中，有50%以上的機器人為焊接機器人。因此可以看出，工業機器人在未來的應用中必將取代汽車制造業的人工工作模式，實現工業機器人在汽車制造中完成全部作業的目標。現階段，中國對制造業和自動化技術提出更高的要求，工業發展要追趕并趕超世界發達國家水平，工業機器人在其中發揮著重要作用。工業機器人在汽車制造業中的應用對汽車制造業的發展有著極大的促進作用，對改變中國汽車制造業現狀和增加國際市場競爭力具有重要的推動作用。汽車制造業沒有使用工業機器人之前，大多數汽車制造環節基本上都是靠人工完成，工作效率極低。使用工業機器人進行汽車制造作業后，工業機器人基本上取代了人工作業，大大提高了工作效率，促使中國汽車制造的總產量飛速提升，并且質量也有所保證.

3.2焊接機器人

焊接機器人是自動化制造中使用的工業機器人的典型代表。目前，弧焊和激光焊接機械被廣泛使用。在汽車工業中，汽車工業是最常用和最有效利用的行業之一。由于汽車工業中焊接接頭較多，繼續使用傳統的手工焊接工藝不僅會對員工的健康產生不利影響，而且還會影響車輛的質量。使用焊接機器人不僅減少了焊接人員的工作量，而且提高了生產效率，降低了生產成本。焊接機器人的發展，近年來隨著成熟程度的提高，也在汽車行業等行業得到了更廣泛的應用，多年的經驗表明，工業機器人的使用極大地提高了相關行業的產量。

3.3噴涂噴漆

機器人具有多個自由度，可以很輕松的改變自己操作的位置和方向，因此在選取多自由度的機器人進行噴涂噴漆工作后，減少了人工的工作量，提高了工作效率，工業機器人的優勢也愈發明顯。在三維的工業生產中，噴涂機器人比較常見，尤其在汽車生產過程中，對于車身的噴涂是一項既繁重又危險的工作任務，噴涂主要分為兩種類型，一種是涂膠，一種是噴漆，涂膠是為了保證車身的密封性，主要在一些密封焊接部位和減震部位做一下密封處理，具體的涂膠厚度及大小根據部位的需要做不同的調整;汽車車身的顏色、光澤度則是通過均勻、快速地對車身進行噴涂而成。用機器人代替人工可以實現對加工零件進行全方位的噴涂，工作過程比人工更加省力，時間具有靈活性，不僅提高了工作效率，也大大提高了工作的精準度。

3.4橡膠及塑料工業

橡膠和塑料都是現代國民經濟與科技領域中不可缺少的高分子材料，用途十分廣泛，不僅能滿足人們的日常生活、醫療衛生和文體生活等各方面的需要，還能滿足工農業生產、交通運輸、電子通訊和航空航天等各個領域的技術要求。橡膠和塑料工業是一項需要緊密合作的行業，同時在一定程度上又有著極高的專業化程度。另外，在當前的機械制造工業中，橡膠及塑料的生產和加工環節的機械化程度又有緊密聯系。在中國工業生產中，橡膠及塑料工業是非常重要的行業，隨著其他行業的發展，對于橡膠及塑料的需求越來越大。而機械制造作為生產工作環節和加工工作環節二者之間進行連接的重要的工藝技術，對保證橡膠及塑料生產質量和數量具有重要作用。在傳統的橡膠及塑料生產過程中，大多數采用人工和加工設備合作進行作業的生產模式，無法保證產品的精細程度和質量，而且需要在極端條件比如高溫環境下進行生產，人工根本無法完成生產作業。但對于工業機器人，這些都不是問題，其可以滿足極端條件下的作業，并且還能高效地保證產品的精確度。工業機器人在橡膠及塑料工業生產中的地位越來越高，對于提升中國的塑料行業競爭力具有重要作用。

結束語

工業機器人在自動化生產中的應用已經勢在必行，它不但在一定程度上解放了勞動生產力，同時也給工業提供了一個新的發展方向。所以，在新時代的發展背景下，制造業應該充分利用工業機器人的自動化優勢，提升生產作業效率，以便為制造業的長久發展打好基礎。

參考文獻：

[1]柏慧，王春梅.工業機器人在自動化控制領域中的應用研究[J].內燃機與配件，2020（23）：207-209.

[2]葛華江.工業機器人在自動化控制中的應用[J].電子技術與軟件工程，2020（07）：129-130.

[3]左培良，鄧先智，王建平.工業機器人在自動化控制中的應用研究[J].中國設備工程，2019（09）：212-214.

[4]李耀貴，楊斌，劉睿.工業機器人在自動化控制領域的實際應用分析[J].新型工業化，2019，9（04）：69-72.

[5]王瑞芳.工業機器人在自動化控制中的應用探討[J].智庫時代，2018（49）：179-180.

（作者單位：河南工學院機械工程學院）