淺談工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的實(shí)踐

邱磁貝

【摘? 要】隨著我國(guó)科技水平的快速發(fā)展，機(jī)器人領(lǐng)域和自動(dòng)化控制領(lǐng)域都有了前所未有的發(fā)展前景。在不斷發(fā)展的過(guò)程中，更多的新技術(shù)、新設(shè)備呈現(xiàn)在了人們的視野之中。為了更好地保證相關(guān)領(lǐng)域可以有持續(xù)上升的發(fā)展前景，讓機(jī)器人可以更好地服務(wù)于社會(huì)，造福人類，就有必要針對(duì)自動(dòng)化的技術(shù)手段，配合以工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)支持，總結(jié)并制定出更為適合機(jī)器人領(lǐng)域與自動(dòng)化控制領(lǐng)域發(fā)展的可行性法則，在相關(guān)法則的規(guī)范下，協(xié)調(diào)好兩個(gè)領(lǐng)域之間的關(guān)系，進(jìn)而可以提升整個(gè)社會(huì)工業(yè)階段性的發(fā)展。

【Abstract】With the rapid development of science and technology in China， the field of robot and the field of automatic control have unprecedented development prospects. In the process of continuous development， more and more new technologies and devices appear in people's vision. In order to better ensure related areas can have the development prospects of the rising， let robot can better serve the society， for the benefit of humanity， it is necessary to summarize and work out the feasibility rules that are more suitable for the development of robot field and automation control field with the technical support of industrial robot. Under the norms of relevant laws， the relationship between the two fields can be harmonized， so as to promote the phased development of the whole social industry.

【關(guān)鍵詞】工業(yè)機(jī)器人;工業(yè)自動(dòng)化;種類;實(shí)踐應(yīng)用

【Keywords】industrial robot; industrial automation; kind; practical application

【中圖分類號(hào)】TP242.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）12-0186-02

1 引言

現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中，機(jī)器人的運(yùn)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，早在20世紀(jì)末機(jī)器人的概念就已經(jīng)被提出，并在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)構(gòu)想。現(xiàn)在，機(jī)器人已經(jīng)普遍存在于人類的生產(chǎn)生活當(dāng)中，從最普通的家庭掃地機(jī)器人，到運(yùn)用于工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的可以自動(dòng)識(shí)別分類的智能化機(jī)器人，再到被運(yùn)用于重工業(yè)領(lǐng)域中的重型智能機(jī)器人等，都已經(jīng)從最開始的人類設(shè)想階段轉(zhuǎn)化為現(xiàn)有的生產(chǎn)力，在應(yīng)用領(lǐng)域都產(chǎn)生了極大的作用。為了對(duì)工業(yè)機(jī)器人以及自動(dòng)化控制有更好的了解和更為深入的認(rèn)識(shí)，也便于更好地展開對(duì)于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和研究，本文從工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人的控制方式以及工業(yè)機(jī)器人的不同應(yīng)用場(chǎng)景等方面對(duì)機(jī)器人的自動(dòng)化控制進(jìn)行了闡述。

2 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

機(jī)器人是指其組成的主要部件是機(jī)械和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，然后通過(guò)對(duì)設(shè)定編程程序的指令實(shí)現(xiàn)完成既定的任務(wù)，以此來(lái)幫助人類減少勞務(wù)方面的工作。就機(jī)器人自身來(lái)說(shuō)，它缺少對(duì)于問(wèn)題的自主思考能力，這個(gè)特點(diǎn)決定了機(jī)器人在日常的工作中是不會(huì)因?yàn)橹貜?fù)操作而產(chǎn)生厭倦或者是煩躁的情緒的，因?yàn)闄C(jī)器人自身不會(huì)理解自己當(dāng)前所執(zhí)行的命令的最終結(jié)果。通過(guò)對(duì)控制機(jī)器人的系統(tǒng)指令進(jìn)行掌控，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的全程控制。機(jī)器人控制系統(tǒng)一般存在以下幾個(gè)明顯的特點(diǎn)：

第一，機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)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(wú)論是完成任何任務(wù)，都是依照計(jì)算機(jī)編程人員的設(shè)定程序來(lái)選擇移動(dòng)的參照物進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并且是嚴(yán)格地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。這就是說(shuō)想要讓機(jī)器人完成既定的工作任務(wù)，就要事先對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行線路和行動(dòng)軌跡進(jìn)行程序編寫。

第二，機(jī)器人的設(shè)定程序也不是固定不變的。在機(jī)器人進(jìn)行日常的工作任務(wù)中，可以在系統(tǒng)允許的情況下為機(jī)器人設(shè)定出一定的自由度和自主空間，這樣可以更有助于機(jī)器人開展自身的日常工作。在機(jī)器人開展日常的某項(xiàng)工作的時(shí)候，可以更好地借助于為機(jī)器人設(shè)定的自由裁量來(lái)完成和實(shí)現(xiàn)既定工作之外的其他非設(shè)定任務(wù)，這樣可以有效地避免機(jī)器人程序的單一性，進(jìn)而提升機(jī)器人的整體自動(dòng)化和智能化程度。

第三，機(jī)器人的特點(diǎn)決定了其缺乏和外界進(jìn)行溝通的能力和方法[1]。這是機(jī)器人與人類的最根本的區(qū)別所在，所以在對(duì)機(jī)器人進(jìn)行工作分配的時(shí)候，沒有辦法像人類之間一樣互相溝通。這其中所產(chǎn)生的交流問(wèn)題亟待解決，當(dāng)前人類與機(jī)器人的溝通主要是依靠計(jì)算機(jī)代碼以及編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，借助于計(jì)算機(jī)代碼的方式向機(jī)器人傳達(dá)任務(wù)、發(fā)出工作指令，讓機(jī)器人可以對(duì)人類的工作要求更為明確，進(jìn)而更好地完成人類需要機(jī)器人進(jìn)行的工作任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)人類對(duì)于機(jī)器人的全面了解和細(xì)致掌控。

3 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要功能

3.1 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制功能

機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是機(jī)器人進(jìn)行自我移動(dòng)的一項(xiàng)重要能力，對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制也是其完成既定工作的最為基礎(chǔ)的要求。通過(guò)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，可以更好地促進(jìn)系統(tǒng)自動(dòng)化的控制模式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)器人自身形狀的變化、自身速度的調(diào)整和機(jī)器人自身機(jī)械部件輔助工作的完成控制，以更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人完成自身工作的質(zhì)量和效率，讓機(jī)器人可以依照人類事先設(shè)定好的程序來(lái)完成自身工作。

3.2 機(jī)器人相互間的示教再現(xiàn)功能

示教再現(xiàn)是一種學(xué)習(xí)的技術(shù)和手段。其被運(yùn)用到機(jī)器人技術(shù)上有更好的契合度和更為顯著的發(fā)展空間，機(jī)器人可以通過(guò)對(duì)于某種操作進(jìn)行學(xué)習(xí)，而最終在實(shí)際的工作當(dāng)中得到應(yīng)用，示教再現(xiàn)中的師范學(xué)習(xí)方式可以使機(jī)器人之間相互進(jìn)行學(xué)習(xí)，使工作開展更加多樣化[2]。示教再現(xiàn)的學(xué)習(xí)模式可以更為高效地提升機(jī)器人整體的自動(dòng)化和智能化，可以提高機(jī)器人整體的工作效率。

4 工業(yè)機(jī)器人的控制方法

4.1 工業(yè)機(jī)器人的點(diǎn)位控制方式

工業(yè)機(jī)器人的點(diǎn)位控制方式是通過(guò)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行軌跡進(jìn)行點(diǎn)位設(shè)置的方法，機(jī)器人通過(guò)對(duì)每個(gè)點(diǎn)位的工作目標(biāo)完成來(lái)最終實(shí)現(xiàn)整體工作任務(wù)完成的一種控制手段。點(diǎn)位控制方式是通過(guò)對(duì)機(jī)器人的末端執(zhí)行器進(jìn)行控制，讓機(jī)器人可以行程類似多線行程的日常工作方式，機(jī)器人通過(guò)將每一項(xiàng)小的任務(wù)完成而最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于整體任務(wù)的工作完成。

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(wú)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，在有效地減少了機(jī)器人錯(cuò)誤率問(wèn)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 工業(yè)機(jī)器人的智能控制方式

機(jī)器人的智能控制方式是當(dāng)前機(jī)器人控制方式中被運(yùn)用最為廣泛的方式之一。工業(yè)機(jī)器人智能控制方式就是運(yùn)用機(jī)器人自動(dòng)化來(lái)實(shí)現(xiàn)其自主判斷，從而更好地完成人類要求的工作內(nèi)容和任務(wù)要求。為了更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能化控制，需要借助更多的硬件方面的有效輔助。在數(shù)字化高速發(fā)展的現(xiàn)代化背景下，智能化的手段和智能化的設(shè)備已經(jīng)被運(yùn)用到了社會(huì)中的各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)融入人類生活的每個(gè)角落。這一項(xiàng)技術(shù)手段也會(huì)被完整地落實(shí)到工業(yè)機(jī)器人的智能控制方式之中[3]。工業(yè)機(jī)器人通過(guò)連續(xù)地接收外界傳感器的指令，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同環(huán)境的了解和探索，并最終將自身探索和發(fā)現(xiàn)到的內(nèi)容與數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對(duì)收集到的信息進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，并形成自主化的總結(jié)建議，給出最為合理的解決問(wèn)題的方式，這樣就可以從時(shí)間、空間以及出錯(cuò)率等多個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的自主制定、自主選擇處理方案，以便最終更好地完成系統(tǒng)設(shè)定的既定工作任務(wù)。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展以及普及是未來(lái)科技型社會(huì)的必然要求，可以通過(guò)增加工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量和工業(yè)機(jī)器人的智能化能力以及工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化控制手段的不斷提升，來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的智能化不斷提升。未來(lái)社會(huì)中，工業(yè)機(jī)器人所要承擔(dān)的工作難度和責(zé)任要遠(yuǎn)大于當(dāng)前的工業(yè)機(jī)器人，無(wú)論是工作的完成速度還是復(fù)雜程度以及在開展工作過(guò)程中所能處理問(wèn)題的自主能力都會(huì)出現(xiàn)極大的改變。在不遠(yuǎn)的未來(lái)社會(huì)，機(jī)器人終究會(huì)成為人類生產(chǎn)和生活中最為有效的助力，在未來(lái)人類的生產(chǎn)和生活中，機(jī)器人將會(huì)發(fā)揮出相較于現(xiàn)在更為巨大的作用。

【參考文獻(xiàn)】

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