工業機器人技術在電氣控制中的運用探討

周 菲

（江蘇省江都中等專業學校 江蘇 揚州 225200）

1 引言

在經濟快速發展的背景下，各行業通過自動化、信息化、智能化轉型，有效提高了人們的工作效率，同時也減少了勞動力成本支出，降低了產品的制作成本。機器人、機械臂的出現，加快了行業工業化發展水平，電氣控制作為重要組成環節，其自動化水平也在逐步提升，以契合行業經濟發展要求。其中機器人的應用發揮著重大作用，在國家的工業自動化的衡量水平中也占有重要地位。工業機器人技術的應用，使得工業水平得到了很大提高，為行業發展奠定穩定基礎。基于此，需要加快推廣工業機器人技術，提升技術適用范圍，從而為電氣控制系統的高效運行提供有效幫助。同時，工業機器人技術的使用，也為工業制造提供了可靠保障，傳統需要人力操控的項目，現在都可以借助工業機器人技術來完成，這也減少了電氣設備在操作時對操作人員造成的傷害和危險隱患，節省了大量的人力資源和物資成本，從而為工業項目綜合利益空間的提升創造條件。由此，如果要繼續提高工業發展速度、發展質量，需要加大對工業機器人技術的應用和研發，使其價值可以得到更好發揮。

2 工業機器人的特點

工業機器人在應用過程中，具備了以下應用特點：（1）擬人化。工業機器人具有和人類相類似的組成結構，如小臂、大臂、手腕等，而計算機會作為這些部件的中樞指揮系統，以指令的形式要求對應部件執行相關操作，如抓取、移動等。同時工業機器人也會安裝各種視覺系統和傳感器，包括力傳感器、溫度傳感器等，這樣可以進一步強化工業機器人的外部感知能力，有效提升其對于周邊環境的適應能力。（2）可編程性。工業機器人在實際生產過程中，能夠依據生產目標及具體生產環境來進行編程，這樣可以實現柔性化啟動。在工業機器人的硬件條件不變的情況下，通過軟件編程來完成多樣化任務，這樣既可以保證整個生產作業的靈活性，還可以節約生產成本。（3）適用性廣。從目前推廣情況來看，除一些專業領域以外，工業機器人可以在許多種類工業產品生產中進行使用，具有良好的通用性，同時工業機器人可以配合各種傳感器，不斷豐富工業機器人運行功能，如圖像識別能力、語言能力、記憶能力等，這樣能夠有效地拓展工業機器人在各個領域當中的使用范圍，滿足不同產品的生產要求。

3 工業機器人的制造

在工業機器人制造過程中，離不開專業核心技術支持，包括靈巧操作技術、感知系統、運動規劃和在線參數自動化制定技術。

（1）靈巧操作技術。這項技術主要應用在具體操作控制領域，如機械臂、機械手操作等領域，這些領域需要嚴格精確度、緊密度、準確度、感知度、可靠度等，不能出現任何失誤，這也是這項技術應用期間的主要研究方向。并且在智能技術、互聯網技術不斷融入的背景下，加上多方向傳感系統、操作系統、制造技能的滲入，可以提升器件控制過程的靈活性和獨立性，最終達到和人手相近的感知能力和靈活能力。并且有良好能動性、靈活性、感知性的機械臂或者機械手，在生產制造時可以更加迅速地適用工作環境，提高制造過程的順暢性。另外，加強機械的執行機能也可以進一步提高工業機器人的作業進度和準確度，從而提高加工結果的可靠性[1]。

（2）感知系統。各個工業機器人之間存在著一定聯系，而聯系過程的主要載體便是感知系統，利用系統可以將各自的信息互相共享、公用，同時將內部信息和周圍環境信息借助傳輸、轉換等處理后，成為工業機器人可識別的數據，從而為其運行提供更好的數據參考，提升工業機器人指令執行質量。并且在感知系統下利用各類傳感系統，工業機器人可以對工作的速度、移動、力度、進程、時間展開統籌管理，以此來維持系統工作狀態的均衡。甚至可以給工業機器人安裝視覺感知系統，使得工業機器人具有視覺傳感，用視覺獲取各類信息并做出響應，也可以利用視覺傳感做出合適的位置移動和空間控制，從而對機器人的狀態及時地做出調整和維持工作的穩定進行。

（3）運動規劃。其作用是為了保證機械運作的工作效率，讓工業機器人能夠在短時間內完成相關工作，提高工作效率和質量。在具體操作過程中，為了讓工業機器人在最短周期內完成相關工作，就必須合理規劃它的運動路徑和先后順序，盡量做到不重復，從而加快工業機器人工作速度，提高產品生產結果的可靠性。從實踐應用情況來看，所需制訂的運動規劃包括軌跡規劃、路徑規劃、關節空間規劃、時間規劃等。合理的軌跡規劃在保證工業機器人有足夠操作空間的基礎上，讓它的運動空間盡可能縮小，運動時間盡可能縮短，以起到提升工作效率的作用。路徑規劃是為了避免機械臂或機械手之間發生碰撞，躲避障礙物，對工作路徑長度也可以適當縮短，如果在工作期間加入時間序列，那么可以對工業機器人的運動速度進行相應控制，借此滿足運動流暢性和速度需求。

（4）在線參數自動化制定技術。這項技術在多個領域的自動化機器人中都有使用，這項技術可以使得工業機器人對設計的參數進行一定辨別和識別，可以使其更準確地實行和運用程序和編程，包括關節轉動慣量、PID參數自整等，從而準確辨別智能機器人工作中的不足之處，利用相應算法對其進行及時優化，確保工業機器人工作狀態穩定性。另外，同時在系統運作時也可以利用該技術辨別工作情況是否有失誤，從而實現現代化、智能化的數據參數控制[2]。

4 工業機器人技術在電氣自動化過程中的應用

4.1 在電氣設備中的應用

在電氣設備當中使用工業機器人技術，能夠有效地促進電氣工程向著自動化以及智能化方向發展，從而提高產品質量。在具體應用中，首先電氣系統設備在工作期間的技術性能要求較高，工業機器人技術能夠借助相關編程語言、傳感技術、PLC技術等基本元素，從最基本狀態上簡化電氣自動化變頻、組態等各環節，從而提升控制過程的便捷性[3]。例如，電氣工程設計腳本中所涉及的語句，和abb機器人當中的編程語句就有著共同之處，對此可利用此特征展開電氣工程運行控制，提升管理過程穩定性。其次，工業機器人ROS系統能夠針對電氣設備系統運行參數進行計算，這樣可以提升電氣設備的控制能力以及電氣設備的調節水平，提升電氣設備的性能，并且在一定程度上還能夠延長電器設備的使用壽命。最后，工業機器人技術在電氣設備的日常操作過程當中，也發揮著很大作用，該技術的順利融入，能夠有效地簡化電氣系統。同時還可以針對檢測以及維護的各項工作進行研究，及時檢修潛在故障，從而延長整個電氣系統使用控制周期，降低控制失效問題發生概率。

4.2 在電氣控制中的應用

強化對電氣設備的控制，能夠有效促進電器行業向著綠色化方向發展，充分地使用現代化工業機器人技術，能夠有效促進相關軟件開發，并且可以實現電氣控制的完全數字化及自動化，提升電氣控制過程的全面性。同時，工業機器人技術還可以對相關數據信息進行采集，利用數據分析結果，優化整個電氣自動化的系統，無論是保護功能還是測量系統，都可以得到更好提升。除此，技術應用還能夠有效地調節電網當中電流及電壓頻率，有效減少人為的資源消耗，并且也能夠緩解工作人員的工作壓力，減少工作總量。另外，工業機器人技術還能夠實現遠程維修，在不適宜人員進入的環境中，根據指令順利完成操作任務，借此來保護相關從業人員的生命安全，削弱電氣工程對工作人員的人身威脅。

4.3 在故障診斷當中的應用

電氣在運行的過程當中會受到很多因素影響，因此在出現故障時，其表現特征比較繁雜。在有效使用工業機器人技術背景下，能夠改變傳統依靠人力進行診斷的弊端，使用現代化科學技術，通過對故障設備工作電流、運行功率、阻抗數據的采集和評定，確定設備所出現的故障點。這種自動化診斷方法能夠有效簡化電氣診斷流程，而且可以在各種各樣影響因素當中精準找出故障的直接原因，并且及時遏制故障進一步擴大，降低問題發生后的危害性，減少相關的經濟損失。除此之外，工業機器人技術還能夠簡化整個自控流程，從整體上來說，能夠更好地提升設備運行狀態，保障整個電氣自控工作的靈活運行。

5 機器的維護

工業機器人在不間斷的工作中，會受到磨損和消耗，增加故障發生概率。對此，相關單位需要做好機器維護工作，對于機器靈活部位及時添加潤滑劑，避免出現卡“關節”的情況。同時，要規定好養護周期，遵循具體情況實行具體養護原則，在開始工作前做好基礎檢測工作，查看基本消耗品是否夠滿足運行要求。而且要明確具體負責人，每個區域分配一個負責人，對生產工作進行統籌管理，經常檢查清理各導軌、滑架、絲杠及螺母等運動部位，防止塵土堆積、散落焊劑及其他雜物，影響運動部位的靈活性。另外，不允許碰撞、磨損各滑動導軌的結合面，而且經常檢查絲杠、齒條等關鍵運動部件的磨損情況，發現問題及時維修或更換。

6 結語

在新時代發展背景下，需要合理利用工業機器人技術和電氣控制技術，加快核心技術的研發進度，保證人員安全，將危險系數降到最低，以滿足工業化發展需求。將工業機器人技術運用到電氣控制技術中時，也會出現不同的應用問題，要及時進行處理，將問題與數據相結合，快速找到問題的本質原因，再結合實際情況快速解決問題。同時，工業機器人的使用也提高了電氣控制過程的工作效率和工作質量，將簡單重復單一的工作匯集在一起，以更快完成周期，并且存在危險因素的工作也可以更高效地完成，從而降低安全隱患保障了人員安全。由此可見，工業機器人技術對電氣控制技術的影響巨大，如何更好地優化工業機器人技術體系，也是后續發展過程中需要重點關注的內容。