工業機器人技術在自動化控制領域中的應用

朱韡

[摘 ? ?要]現如今是信息科學技術快速發展的時代，人工智能已經普遍應用于各個領域，其中最為突出的就是機器人的研發與應用，盡管這一人工智能理念提出的很早，但是這一技術還沒有完全成熟。目前做任何事情都講究效率，尤其是在工業領域中，工業中投入的成本很大，工作效率低會對企業的盈利產生影響。將工業機器人技術應用在自動化的控制領域中，能夠很好地幫助企業節約人工成本，使企業的利益最大化。

[關鍵詞]工業機器人;自動化控制;實踐應用

[中圖分類號]TP273 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）03–00–02

[Abstract]Now is the era of rapid development of information science and technology， artificial intelligence has been widely used in various fields， the most prominent of which is the research and application of robots， although this concept of artificial intelligence was put forward very early. But this technology is not fully mature. At present， everything is efficient， especially in the industrial field， the cost of investment in industry is very large， low efficiency will have an impact on the profits of enterprises. The application of industrial robot technology in the field of automation control can help enterprises save labor costs and maximize the benefits of enterprises.

[Keywords]industrial robot; automation control; practical application

現在國民經濟飛速發展，逐步提高了我國科學技術發展腳步，使得中國現今具有的智能機器人已經應用于各個領域中，并且研發技術日益成熟，研發過程逐漸完善，這一成就的主要體現渠道就是在工業領域中，汽車制造以及材料鑄造的方面，逐步地實現了自動化的生產過程，并且逐步取代了傳統的人工生產模式，能夠快速提高工作效率。

1 概述

“機器人”的由來很早，最近幾年逐漸滲入到人們的日常生活中。國際標準化組織（International Organization for Standardization，ISO）對工業機器人的定義是面向工業自動化領域的自動控制、可重復編程的多用途機械手。機器人的分類方法有多種，按其應用可分為：工業機器人、軍用機器人、農業機器人、服務機器人、水下機器人、空間機器人和娛樂機器人。其中工業機器人的發展是工業發展領域中一項突出的成就，需要對其進一步研究和思考。

2 工業機器人控制系統的特點

①機器人在移動過程中對于參照物的選擇是和人類的感官選擇不一樣的，機器人本身缺乏對于外部環境的探索并將信息進行集中處理的能力，這樣機器人無論是完成任何任務，都是依照編程人員事先設定的移動坐標進行軌跡運動，同時按照編程設定的路線進行日常工作的。②智能化機器人的應用程序也是根據不同的應用場景以及應用情況而具體設定的，在智能化機器人進行日常工作任務過程中，可以通過為機器人設定具體的工作模式和自主空間，幫助機器人能夠更加方便地開展工作，以及在工作過程中幫助機器人完成規定的工作之外的其他設定的任務，實現真正的智能自動化，保證了智能機器人程序應用的多變化。③智能機器人缺乏了與外界進行溝通的能力以及具體實施的方法，這是智能機器人不足以趕上人類的區別之處，所以想要對機器人進行正確的工作分配，必須要實現通過計算機代碼以及各種編程語言，讓智能機器人完整且正確地接收到工作任務，才能夠保證機器人明確自己的工作任務，以及更加細致地完善工作細節，保證工作的完美完成。

3 工業機器人的控制系統結構

3.1 人-機交互系統

人-機交互系統是指操作人員對機器人進行控制并與機器人之間取得聯系的裝置。該系統可分為兩大類：指令給定裝置和信息顯示裝置。類似于日常所使用電腦鍵盤（指令給定裝置）和屏幕（信息顯示裝置）。以一個簡單機器人為例，機器人系統包含示教器和控制柜，機器人主要是通過示教器和控制柜與自身取得聯系，既可以通過在示教器上進行編程，輸入一些指令，即指令給定裝置，也可以在示教器上顯示相應的信息，即信息顯示裝置。這就是人-機交互系統。

3.2 集中控制

對智能機器人進行安裝集中控制模式，主要體現在對工業機器人完成工作任務的過程中，進行良好的把控，并且能夠保證智能機器人對工作措施能夠及時的進行調整，使得能夠更好地完成具體任務，所以將數據分析以及對機器人的管控按鈕放在一起，能夠提高智能機器人的應用性能。

3.3 工業機器人的運動控制

對工業領域的智能機器人進行運動控制的安裝，需要對智能機器人的運動軌跡進行精準的控制，并且保證智能機器人能夠完成工作任務。如果對智能工業機器人的運動控制部分進行完善，能夠達到幫助智能機器人的系統進行自動化的控制模式，以及能夠對機器人的改變和調整有一個更全面的了解，從而使得機器人完成工作的速率得到提高，并且保證其工作質量良好。

4 工業機器人技術的控制方式

4.1 點位控制

點位控制是指對工業機器人末端執行器進行操作，通過對其位置進行控制，可以實現讓機器人能更加精確、快速地在特定的位置完成操作。

4.2 工業機器人連續軌跡控制方式

和點位控制的方式有所不同，機器人的連續軌跡控制方式更好地解決了機器人運動軌跡無法掌控的缺點。這種控制方法依舊是借助機器人的末端執行器，將人類預先設定好的工作指令進行“連續”的完成，連續軌跡控制方式與點位控制方式相比最為重要的改變就是提升了機器人的工作效率，在有效地減少機器人錯誤率問題的基礎上，可以更為有效地提升機器人對于某項工作的完成效率。

4.3 力控制

力控制就是指工業機器人在完成操作時，所使用的用力程度。對于一些操作對象比較脆弱的情況，為了避免在生產過程中受到破壞，就需要工業機器人對其進行控制力氣，因此在實際操作過程中要求高精準的確定位置，必須使用適當的力矩執行操作。

5 工業機器人在自動化控制中的應用

5.1 醫療行業

智能化機器人應用于人類生活的各個領域中，在醫療領域中的作用也不容小覷，具體可以體現在醫療手術中，利用智能機器人幫助醫生完成手術，雖然這一項智能技術還不夠成熟，但是也在不斷的完善中，并且取得了一定的成績，所以這也可以從側面體現出智能化機器人很有可能逐漸在醫療領域中發揮出更大的作用。將智能機器人應用于醫療行業，能夠實時管控病人的手術細節以及運輸和恢復等部分，運用最先進的技術以及最完善設備，幫助人們刷新對自動化控制技術的認知。

5.2 汽車制造行業的應用

智能化工業機器人使用量最高的生產區域可以聚焦到發達國家中汽車制造行業，在53%的發達國家中，都逐漸地運用智能化機器人取代傳統的人工制造，來達到提高工作效率的目的。而在我國中，工業機器人應用于汽車制造行業的比例也逐漸過半，并且應用的機器人有一半以上的都是焊接機器人。所以，能夠從這一數據中得出結論：在未來汽車制造業工作崗位上，工業機器人取代人工的情況應該不在少數，并且能夠逐漸使傳統汽車制造業中人工受累受困的工作模式得到改善，實現高效率、保質量的智能化機器人完成工作現象。時代的不斷發展，使得各個行業，各個領域，都在不斷地進步，工業發展部分更是突飛猛進。在現階段，中國對汽車制造業以及自動化智能技術提出了更高的要求，希望能夠保證智能技術和機器人研發達到一個更高的水準，能夠保證我國工業制造發展速度逐漸趕上并且能夠超越世界發達國家水平。其中，工業制造中的智能機器人占據著重要的地位，并且有著極大的促進發展的作用，從側面推動了我國汽車制造業的飛速進步，提高了任務的完成速率，并且質量可以得到把控，使得我國能夠有更多的時間與機會去深入探究制造業以及自動化技術。

5.3 橡膠塑料工業

在我國主要經濟來源行業中，橡膠與塑料制造占據榜首，在這一材料生產過程中，各個生產環節都緊密聯系，需要大量的工作人員進行實時溝通，并且對工作任務的完成以及出現的現象和結果進行討論得出結果，所以，需要一定程度上的自動化技術幫助人們完成那些枯燥乏味，需要反復進行的工作。而在近些年來，由于人們逐漸提高環保意識，使得人們逐漸抵制傳統橡膠與塑料行業，覺得這些材料是不環保的。所以，想要這一行業能夠繼續發展，并且能夠逐漸跟上時代的腳步，就需要在其中增加大量的生態環保理念，進行一場無聲的“工業革命”。主要目的以及主要的舉措，也就是需要對生產技術進行一個全面的改革創新，在生產過程中保證生產質量以及對生態環保理念進行有機的結合。所以在這一工作行業中，應用工業機器人可以從一定程度上保證產品的質量得到把控，并且能夠提高工作效率，從而提高產品的綜合評分，這也就是智能化機器人工作較人工工作存在的優勢。

5.4 鑄造行業

由于鑄造行業中的人工崗位具有著工作強度較大、工作環境高溫、高污染的特點，在鑄造車間里溫度極高，具有極大的粉塵和噪音，這樣的工作環境極其惡劣，甚至還存在著極大的安全隱患。長期的惡劣工作環境可使得工作人員們的健康逐漸受到危害。在這一惡劣的環境中，應用智能化機器人代替人工完成其中的工作任務，可以有效地避免這一問題，并且能夠使其工作質量得到保證，只需要工作人員對智能化機器人進行簡單的管控，在發現問題時進行及時調整，就可以保證良好地完成工作任務以及提高工作效率。

5.5 化工行業

化工行業中有許多比較危險的崗位，用人工進行工作會對工人的身體健康產生危害，利用工業機器人代替工人工作，能夠保證工人的身體健康，還能夠提升工作效率。智能化的工業機器人應用于化工行業中，具體應用在化工行業中的真空機械手、自動清潔系統、鍍膜機械系統、大氣機械臂等方面，應用智能化機器人進行工作，可以保證由于工業生產而造成污染的周邊環境都能夠得到一定程度的改善。

5.6 噴涂噴漆

在噴涂噴漆工作領域中應用智能機器人具有較高的自由程度的，機器人可以輕松自然地改變自己操作的位置、方向以及軌跡，還能夠減少人們的工作量。改變傳統工作方式，不僅能夠提高工作效率，也能夠使得我國智能化技術得到響應。在三維技術工業生產過程中，噴涂機器人是比較常見的一種類型，在汽車生產時候的噴漆工作，可以通過運用機器人代替人工的工作模式，實現對工作的可控性以及提高工作的效率，提高工作完成的質量。

6 結束語

在這一飛速發展的信息時代大背景下，智能化機器人技術理念逐漸完善，在人們生活中而且在各個工作領域中都有著工業智能化機器人的身影，并取得了很積極的、正面的效果，所以應該加大力度對智能技術和自動化技術深入探究和實驗，保證我國經濟飛速發展和綜合國力能夠得到持續提高。

參考文獻

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