工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

宋少鵬 尚強(qiáng)

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。在中國(guó)現(xiàn)階段，機(jī)器人已廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域，技術(shù)日益成熟，尤其是在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中已取得了很好的成績(jī)，工業(yè)機(jī)器人在汽車制造、鑄造業(yè)等方面已很大程度上取代傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)模式。目前，機(jī)器人應(yīng)用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題需要解決，技術(shù)需要進(jìn)一步提高，使機(jī)器人技術(shù)更趨向智能化、現(xiàn)代化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;自動(dòng)化;控制領(lǐng)域;應(yīng)用;

引言

制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要產(chǎn)業(yè)之一，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人正在向大眾發(fā)展，為自動(dòng)化生產(chǎn)線提供了新的前景。通過(guò)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，可以大大提高工業(yè)生產(chǎn)力，降低報(bào)廢率，降低生產(chǎn)成本，為工業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。面對(duì)日益增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段和日益復(fù)雜的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，制造業(yè)的發(fā)展將面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在這方面，引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人可以大大提高制造業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平，加快工業(yè)的智能化發(fā)展，幫助企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)上立足，促進(jìn)制造業(yè)的變革，提高經(jīng)濟(jì)效率。

1研究背景

工業(yè)是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的根本，機(jī)器人自動(dòng)化是工業(yè)發(fā)展的命脈。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人從20世紀(jì)80年代“七五”科技攻關(guān)開(kāi)始起步，在國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目的支持下，特別是在“863”計(jì)劃的支持下，經(jīng)過(guò)十幾年的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用，使中國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，跨出了一大步。在工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中，一方面加快我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，另一方面提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)。因此本文以工業(yè)機(jī)器人為例，從工業(yè)機(jī)器人的分類、控制系統(tǒng)、控制方式以及應(yīng)用領(lǐng)域四個(gè)方面展開(kāi)介紹，探討工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制領(lǐng)城中的應(yīng)用，推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)一步發(fā)展。

2工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)述與特點(diǎn)

工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分。工業(yè)機(jī)器人的組成可以大致分為傳動(dòng)和控制系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人的創(chuàng)建改變了制造模型，提高了生產(chǎn)率，同時(shí)確保了生產(chǎn)線上制造的準(zhǔn)確性。由于工業(yè)機(jī)器人在調(diào)試前就已經(jīng)輸入了編程程序和指令，因此獲得了人腦的智能，而內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)既發(fā)揮肌肉功能，又發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)功能，使機(jī)器人能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，并確保各種操作任務(wù)高效、準(zhǔn)確地完成。工業(yè)機(jī)器人最大的特點(diǎn)是良好的自動(dòng)化性能，在實(shí)際加工生產(chǎn)過(guò)程中，用自己的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和編程程序代替復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)流程。該機(jī)器人的每一個(gè)操作都是使用以前編寫(xiě)的程序進(jìn)行的，但必要時(shí)也可以在線編程，以修改指令或通過(guò)手動(dòng)干預(yù)改變?cè)摍C(jī)器人的操作。工業(yè)機(jī)器人參與制造行業(yè)，具有智能、自動(dòng)化的特性，與傳統(tǒng)的人類生產(chǎn)相比，可為工業(yè)機(jī)器人提供更高的生產(chǎn)力、更高的操作精度和更好的持久工作性能。

3工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1汽車制造行業(yè)的應(yīng)用

在世界大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車制造行業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人的使用量已超過(guò)機(jī)器人總數(shù)的53%，而在中國(guó)，也已有超過(guò)50%的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車制造業(yè)，而在應(yīng)用于汽車制造業(yè)中的工業(yè)機(jī)器人中，有50%以上的機(jī)器人為焊接機(jī)器人。因此可以看出，工業(yè)機(jī)器人在未來(lái)的應(yīng)用中必將取代汽車制造業(yè)的人工工作模式，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人在汽車制造中完成全部作業(yè)的目標(biāo)。現(xiàn)階段，中國(guó)對(duì)制造業(yè)和自動(dòng)化技術(shù)提出更高的要求，工業(yè)發(fā)展要追趕并趕超世界發(fā)達(dá)國(guó)家水平，工業(yè)機(jī)器人在其中發(fā)揮著重要作用。工業(yè)機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用對(duì)汽車制造業(yè)的發(fā)展有著極大的促進(jìn)作用，對(duì)改變中國(guó)汽車制造業(yè)現(xiàn)狀和增加國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的推動(dòng)作用。汽車制造業(yè)沒(méi)有使用工業(yè)機(jī)器人之前，大多數(shù)汽車制造環(huán)節(jié)基本上都是靠人工完成，工作效率極低。使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行汽車制造作業(yè)后，工業(yè)機(jī)器人基本上取代了人工作業(yè)，大大提高了工作效率，促使中國(guó)汽車制造的總產(chǎn)量飛速提升，并且質(zhì)量也有所保證.

3.2焊接機(jī)器人

焊接機(jī)器人是自動(dòng)化制造中使用的工業(yè)機(jī)器人的典型代表。目前，弧焊和激光焊接機(jī)械被廣泛使用。在汽車工業(yè)中，汽車工業(yè)是最常用和最有效利用的行業(yè)之一。由于汽車工業(yè)中焊接接頭較多，繼續(xù)使用傳統(tǒng)的手工焊接工藝不僅會(huì)對(duì)員工的健康產(chǎn)生不利影響，而且還會(huì)影響車輛的質(zhì)量。使用焊接機(jī)器人不僅減少了焊接人員的工作量，而且提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。焊接機(jī)器人的發(fā)展，近年來(lái)隨著成熟程度的提高，也在汽車行業(yè)等行業(yè)得到了更廣泛的應(yīng)用，多年的經(jīng)驗(yàn)表明，工業(yè)機(jī)器人的使用極大地提高了相關(guān)行業(yè)的產(chǎn)量。

3.3噴涂噴漆

機(jī)器人具有多個(gè)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(jī)器人進(jìn)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(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)也愈發(fā)明顯。在三維的工業(yè)生產(chǎn)中，噴涂機(jī)器人比較常見(jiàn)，尤其在汽車生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于車身的噴涂是一項(xiàng)既繁重又危險(xiǎn)的工作任務(wù)，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(jù)部位的需要做不同的調(diào)整;汽車車身的顏色、光澤度則是通過(guò)均勻、快速地對(duì)車身進(jìn)行噴涂而成。用機(jī)器人代替人工可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加工零件進(jìn)行全方位的噴涂，工作過(guò)程比人工更加省力，時(shí)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(zhǔn)度。

3.4橡膠及塑料工業(yè)

橡膠和塑料都是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)與科技領(lǐng)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(yī)療衛(wèi)生和文體生活等各方面的需要，還能滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、電子通訊和航空航天等各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)要求。橡膠和塑料工業(yè)是一項(xiàng)需要緊密合作的行業(yè)，同時(shí)在一定程度上又有著極高的專業(yè)化程度。另外，在當(dāng)前的機(jī)械制造工業(yè)中，橡膠及塑料的生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)的機(jī)械化程度又有緊密聯(lián)系。在中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中，橡膠及塑料工業(yè)是非常重要的行業(yè)，隨著其他行業(yè)的發(fā)展，對(duì)于橡膠及塑料的需求越來(lái)越大。而機(jī)械制造作為生產(chǎn)工作環(huán)節(jié)和加工工作環(huán)節(jié)二者之間進(jìn)行連接的重要的工藝技術(shù)，對(duì)保證橡膠及塑料生產(chǎn)質(zhì)量和數(shù)量具有重要作用。在傳統(tǒng)的橡膠及塑料生產(chǎn)過(guò)程中，大多數(shù)采用人工和加工設(shè)備合作進(jìn)行作業(yè)的生產(chǎn)模式，無(wú)法保證產(chǎn)品的精細(xì)程度和質(zhì)量，而且需要在極端條件比如高溫環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)，人工根本無(wú)法完成生產(chǎn)作業(yè)。但對(duì)于工業(yè)機(jī)器人，這些都不是問(wèn)題，其可以滿足極端條件下的作業(yè)，并且還能高效地保證產(chǎn)品的精確度。工業(yè)機(jī)器人在橡膠及塑料工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越高，對(duì)于提升中國(guó)的塑料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要作用。

結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)勢(shì)在必行，它不但在一定程度上解放了勞動(dòng)生產(chǎn)力，同時(shí)也給工業(yè)提供了一個(gè)新的發(fā)展方向。所以，在新時(shí)代的發(fā)展背景下，制造業(yè)應(yīng)該充分利用工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)，提升生產(chǎn)作業(yè)效率，以便為制造業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展打好基礎(chǔ)。

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