解析產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的有效應(yīng)用

陳星光 陳偉明

摘 要：信息化時代的到來，加速了我國產(chǎn)業(yè)升級的進程，如何打造自動化以及智能化的工業(yè)生產(chǎn)模式不僅是工業(yè)4.0建設(shè)的需要，也是我國社會各界廣泛關(guān)注的熱點問題。產(chǎn)業(yè)機器人的應(yīng)用能夠提升工業(yè)生產(chǎn)效率，滿足日趨精細化的生產(chǎn)管理需要。然而，與歐美等發(fā)達國家相比，我國的產(chǎn)業(yè)機器人無論是自動化水平，還是智能化水平均存在明顯的短板。提升產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)水平，不僅能夠完善產(chǎn)業(yè)機器人的功能，還能夠提升產(chǎn)業(yè)機器人的應(yīng)用質(zhì)量。本文從產(chǎn)業(yè)機器人的視角出發(fā)，論述了產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的優(yōu)化思路，希望能夠提升產(chǎn)業(yè)機器人應(yīng)用水平的同時，滿足產(chǎn)業(yè)升級的建設(shè)需要。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)機器人;電氣自動化技術(shù);人工智能;應(yīng)用分析

Abstract：The advent of the information age has accelerated the process of industrial upgrading in Our country.How to create an automatic and intelligent industrial production mode is not only the need of industry 4.0 construction，but also a hot issue widely concerned by all sectors of society in Our country.The application of industrial robots can improve industrial production efficiency and meet the needs of more and more refined production management.However，compared with developed countries such as Europe and America，China's industrial robots have obvious shortcomings in both automation level and intelligence level.Upgrading the level of electrical automation technology of industrial robots can not only improve the functions of industrial robots，but also improve the application quality of industrial robots.From the perspective of industrial robots，this paper discusses the optimization idea of electrical automation technology of industrial robots，hoping to improve the application level of industrial robots and meet the construction needs of industrial upgrading.

Key words：industrial robot;Electrical automation technology;Artificial intelligence;Application analysis

作為一種融合了精密化、智能化、軟件應(yīng)用開發(fā)等各種多元化先進制造技術(shù)，產(chǎn)業(yè)機器人以大數(shù)據(jù)信息技術(shù)、云計算等技術(shù)為核心對生產(chǎn)領(lǐng)域的各個環(huán)節(jié)進行有效的檢測，結(jié)合生產(chǎn)管理進程尋找合理的決策方式，從而實現(xiàn)生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)的優(yōu)化調(diào)度，以最低的成本滿足產(chǎn)量快速增加的目的。產(chǎn)業(yè)機器人是當(dāng)前工業(yè)自動化水平的最高體現(xiàn)，在工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中產(chǎn)業(yè)機器人的應(yīng)用是人類智力與體力的全方位延伸，它能夠滿足成套裝備精細化加工自動化的建設(shè)需要。作為新時代生產(chǎn)工具之一，為了能夠提升產(chǎn)業(yè)機器人生產(chǎn)數(shù)字化、智能化、自動化，有必要關(guān)注電氣自動化技術(shù)在產(chǎn)業(yè)機器人中的應(yīng)用。

1 產(chǎn)業(yè)機器人視角下電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用

（1）新生代電氣自動化技術(shù)。為了滿足數(shù)字化、智能化、自動化的生產(chǎn)建設(shè)需要，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用重要性得到了充分的凸顯。云計算、大數(shù)據(jù)信息技術(shù)等信息技術(shù)與電氣自動化技術(shù)融合度的加深，從而產(chǎn)生了新生代電氣自動化技術(shù)。如模塊化與嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計以及復(fù)雜設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)仿真技術(shù)等均是新生代電氣自動化技術(shù)的具體應(yīng)用表現(xiàn)。將新生代電氣自動化技術(shù)融入產(chǎn)業(yè)機器人中能夠有效地提升產(chǎn)業(yè)機器人的性能，從而滿足不同產(chǎn)業(yè)的實際需求。產(chǎn)業(yè)機器人在應(yīng)用新生代電氣自動化技術(shù)時應(yīng)當(dāng)關(guān)注核心部件與電氣自動化技術(shù)在連接時能否滿足產(chǎn)業(yè)機器人精度控制要求以及簡化與智能化的控制流程要求。[1]此外，為了能夠確保產(chǎn)業(yè)機器人能夠匹配新生代電氣自動化技術(shù)，應(yīng)當(dāng)加加大產(chǎn)業(yè)機器人的研發(fā)投入，確保產(chǎn)業(yè)機器人能夠充分發(fā)揮出新生代電氣自動化技術(shù)的技術(shù)特性。

（2）可編程邏輯控制器系統(tǒng)。可編程邏輯控制器系統(tǒng)是電氣自動化技術(shù)的集合體，在可編程邏輯控制器系統(tǒng)的指引下能夠以數(shù)字運算操作的形式實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)機器人的有效控制，增強產(chǎn)業(yè)機器人的環(huán)境適應(yīng)能力，從而以更加可靠與高效的形式開展生產(chǎn)活動。可編程邏輯控制器系統(tǒng)主要由中央處理器、存儲器、外部設(shè)備接口等組件所組成，可編程邏輯控制器系統(tǒng)能夠?qū)ぷ髁鞒踢M行有效的監(jiān)控，實現(xiàn)對產(chǎn)業(yè)機器人的點位控制以及智能化控制，實時跟進產(chǎn)業(yè)機器人工作的開展進度。而且可編程邏輯控制器系統(tǒng)能夠與產(chǎn)業(yè)機器人控制器建立智能化的連接方式，以智能控制以及軌跡連續(xù)控制的形式構(gòu)建智能化的控制路徑，以便于產(chǎn)業(yè)機器人能夠迅速響應(yīng)各項指令的發(fā)布。此外，可編程邏輯控制器系統(tǒng)還具有輸出刷新的功能，在可編程邏輯控制器系統(tǒng)的支持下產(chǎn)業(yè)機器人能夠在采樣的同時構(gòu)建自我學(xué)習(xí)邏輯體現(xiàn)，提升產(chǎn)業(yè)機器人的環(huán)境適應(yīng)能力和學(xué)習(xí)能力，以更高效的形式開展工作。[2]

（3）機械零件拼接、驅(qū)動與程序編排技術(shù)。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠滿足產(chǎn)業(yè)機器人機械零部件的組裝涉及需要，為了滿足不同環(huán)境下的產(chǎn)業(yè)機器人生產(chǎn)需要，其所應(yīng)用的機械零部件也隨之不同，無形中增加了機械零部件組裝設(shè)計以及應(yīng)用維護的難度。在電氣自動化技術(shù)的幫助下設(shè)計人員能夠?qū)Ξa(chǎn)業(yè)機器人的機械零部件開展檢測工作，實時跟進電氣自動化技術(shù)所反饋的機械零部件信息，通過對存在異常的機械零部件數(shù)據(jù)信息進行處理，避免機械零部件出現(xiàn)偏差問題，從而干擾產(chǎn)業(yè)機器人的正常使用。在機械零部件的驅(qū)動視角下，電氣自動化技術(shù)能夠鎖定機械零部件中驅(qū)動裝置所反饋的運行信號信息，對機械零部件進行定期的驅(qū)動檢測，對產(chǎn)業(yè)機器人的工作狀態(tài)進行檢測。[3]在機械零部件的程序編排視角下，電氣自動化技術(shù)能夠作為橋梁實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)機器人和云服務(wù)器之間的連接，不斷的提升產(chǎn)業(yè)機器人的環(huán)境適應(yīng)能力，以滿足自動化以及智能化的生產(chǎn)需要。

2 產(chǎn)業(yè)機器人視角下電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用

（1）構(gòu)建開放式的電氣自動化技術(shù)應(yīng)用資源平臺。產(chǎn)業(yè)機器人在不斷發(fā)展的同時帶動了我國產(chǎn)業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展，由于產(chǎn)業(yè)機器人缺乏人類復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這使得產(chǎn)業(yè)機器人在實際的生產(chǎn)應(yīng)用環(huán)節(jié)中難以突破智能化以及自動化的上限，為了能夠切實有效提升產(chǎn)業(yè)機器人的智能化以及自動化水平，構(gòu)建開放式的電氣自動化技術(shù)應(yīng)用資源平臺是非常有必要的。開放式的電氣自動化技術(shù)應(yīng)用資源平臺離不開產(chǎn)業(yè)機器人產(chǎn)品、人才、資源、技術(shù)有效聯(lián)動，以此為基礎(chǔ)拓寬產(chǎn)業(yè)機器人的開發(fā)渠道和技術(shù)研究渠道，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)機器人的可持續(xù)發(fā)展。[4]

（2）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的硬件和軟件系統(tǒng)設(shè)計。①優(yōu)化產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的硬件系統(tǒng)設(shè)計。為了能夠充分發(fā)揮出產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用價值，科學(xué)選擇伺服電機是非常有必要的。由于產(chǎn)業(yè)機器人的實際生產(chǎn)活動需要，在選擇伺服電機時不僅需要關(guān)注智能化的實現(xiàn)難度，還需要關(guān)注后續(xù)的維護難度，結(jié)合當(dāng)前伺服電機的技術(shù)水平，在選擇伺服電機時應(yīng)當(dāng)用直流伺服電機為主。[5]直流伺服電機內(nèi)部裝載的后端編碼器控制能夠拓寬產(chǎn)業(yè)機器人的過載能力，在電氣自動化技術(shù)的扶持下確保產(chǎn)業(yè)機械人能夠以更加低速和平穩(wěn)的狀態(tài)運行，有效地延長產(chǎn)業(yè)機器人的使用壽命。此外，設(shè)計人員還應(yīng)當(dāng)結(jié)合產(chǎn)業(yè)機器人的生產(chǎn)需要選擇DSP數(shù)字信號處理器，電氣自動化技術(shù)通過抓取DSP傳輸控制信號實現(xiàn)算法的有效控制，設(shè)計人員能夠結(jié)合產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的實際要求通過電氣自動化技術(shù)發(fā)送相關(guān)指令，而電氣自動化技術(shù)根據(jù)指令的需要對控制對象進行精準(zhǔn)控制，從而保障產(chǎn)業(yè)機器人生產(chǎn)活動秩序。[6]②優(yōu)化產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的軟件系統(tǒng)設(shè)計。產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的軟件系統(tǒng)設(shè)計需要關(guān)注兩個方面的內(nèi)容，分別是上層開發(fā)環(huán)節(jié)以及驅(qū)動程序底層控制程序。在上層開發(fā)環(huán)節(jié)下，設(shè)計人員在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的軟件系統(tǒng)時需要關(guān)注電氣自動化技術(shù)的抗干擾性，提高電氣自動化技術(shù)在不同網(wǎng)絡(luò)下的適應(yīng)性。[7]產(chǎn)業(yè)機器人大多應(yīng)用于復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中，因此，電氣自動化技術(shù)的抗干擾性能夠保障各項指令迅速的傳達至產(chǎn)業(yè)機器人中，實現(xiàn)生產(chǎn)的有效調(diào)度。在驅(qū)動程序下，設(shè)計人員需要關(guān)注產(chǎn)業(yè)機器人對于可能出現(xiàn)的軟件故障的監(jiān)測和診斷的自適應(yīng)性能力，在優(yōu)化電氣自動化技術(shù)時應(yīng)選用更加高效的C編譯器，確保電氣自動化技術(shù)的兼容性以及智能化水平，從而滿足產(chǎn)業(yè)機器人自檢需要。

3 結(jié)論

綜上所述，作為工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的必然發(fā)展趨勢之一，產(chǎn)業(yè)機器人憑借著其特有的自動化以及智能化水平不僅能夠滿足產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)活動，還能夠提升產(chǎn)業(yè)的經(jīng)營水平。[8]為了能夠發(fā)揮出產(chǎn)業(yè)機器人的應(yīng)用價值，在提升電氣自動化技術(shù)時應(yīng)當(dāng)構(gòu)建開放式的電氣自動化技術(shù)應(yīng)用資源平臺，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)機器人電氣自動化技術(shù)的軟件系統(tǒng)設(shè)計，關(guān)注新生代電氣自動化技術(shù)以及機械零件拼接、驅(qū)動與程序編排技術(shù)相關(guān)電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，推動產(chǎn)業(yè)機器人功能的完善，確保電氣自動化技術(shù)能夠有機的融入產(chǎn)業(yè)機器人中，發(fā)揮出產(chǎn)業(yè)機器人助推產(chǎn)業(yè)升級的應(yīng)用價值。

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作者簡介：陳星光（1991— ），男，漢族，湖南衡陽人，本科，講師，工程師，實驗師，研究方向：電氣自控、電力控制、電子學(xué)。