工业机器人在自动化控制领域中的应用研究

邢自生 孙健豪

【摘 要】经济的发展带动了科学技术的进步。在中国现阶段，机器人已广泛应用在工业、国防等领域，技术日益成熟，尤其是在工业自动化生产中已取得了很好的成绩，工业机器人在汽车制造、铸造业等方面已很大程度上取代传统的人工生产模式。目前，机器人应用过程中也存在一些问题需要解决，技术需要进一步提高，使机器人技术更趋向智能化、现代化发展。

【关键词】工业机器人;自动化;控制领域;应用;

引言

制造业是国民经济的主要产业之一，随着科学技术的发展，工业机器人正在向大众发展，为自动化生产线提供了新的前景。通过在自动化生产线上应用工业机器人，可以大大提高工业生产力，降低报废率，降低生产成本，为工业的长期发展奠定坚实的基础。面对日益增长的经济发展阶段和日益复杂的市场竞争，制造业的发展将面临前所未有的机遇和挑战。在这方面，引进工业机器人可以大大提高制造业的自动化生产水平，加快工业的智能化发展，帮助企业在竞争激烈的市场上立足，促进制造业的变革，提高经济效率。

1研究背景

工业是一个国家发展的根本，机器人自动化是工业发展的命脉。我国的工业机器人从20世纪80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家科技攻关项目的支持下，特别是在“863”计划的支持下，经过十几年的研制、生产和应用，使中国的机器人产业从无到有，跨出了一大步。在工业机器人自动化发展过程中，一方面加快我国工业机器人技术的发展，另一方面提高我国工业自动化生产。因此本文以工业机器人为例，从工业机器人的分类、控制系统、控制方式以及应用领域四个方面展开介绍，探讨工业机器人在自动化控制领城中的应用，推动工业机器人的进一步发展。

2工业机器人简述与特点

工业机器人是自动化生产系统的重要组成部分。工业机器人的组成可以大致分为传动和控制系统。工业机器人的创建改变了制造模型，提高了生产率，同时确保了生产线上制造的准确性。由于工业机器人在调试前就已经输入了编程程序和指令，因此获得了人脑的智能，而内置的驱动系统既发挥肌肉功能，又发挥网络功能，使机器人能够准确地进行工业生产，并确保各种操作任务高效、准确地完成。工业机器人最大的特点是良好的自动化性能，在实际加工生产过程中，用自己的驱动系统和编程程序代替复杂的工业生产流程。该机器人的每一个操作都是使用以前编写的程序进行的，但必要时也可以在线编程，以修改指令或通过手动干预改变该机器人的操作。工业机器人参与制造行业，具有智能、自动化的特性，与传统的人类生产相比，可为工业机器人提供更高的生产力、更高的操作精度和更好的持久工作性能。

3工业机器人在自动化控制中的应用

3.1汽车制造行业的应用

在世界大多数发达国家的汽车制造行业中，工业机器人的使用量已超过机器人总数的53%，而在中国，也已有超过50%的工业机器人应用于汽车制造业，而在应用于汽车制造业中的工业机器人中，有50%以上的机器人为焊接机器人。因此可以看出，工业机器人在未来的应用中必将取代汽车制造业的人工工作模式，实现工业机器人在汽车制造中完成全部作业的目标。现阶段，中国对制造业和自动化技术提出更高的要求，工业发展要追赶并赶超世界发达国家水平，工业机器人在其中发挥着重要作用。工业机器人在汽车制造业中的应用对汽车制造业的发展有着极大的促进作用，对改变中国汽车制造业现状和增加国际市场竞争力具有重要的推动作用。汽车制造业没有使用工业机器人之前，大多数汽车制造环节基本上都是靠人工完成，工作效率极低。使用工业机器人进行汽车制造作业后，工业机器人基本上取代了人工作业，大大提高了工作效率，促使中国汽车制造的总产量飞速提升，并且质量也有所保证.

3.2焊接机器人

焊接机器人是自动化制造中使用的工业机器人的典型代表。目前，弧焊和激光焊接机械被广泛使用。在汽车工业中，汽车工业是最常用和最有效利用的行业之一。由于汽车工业中焊接接头较多，继续使用传统的手工焊接工艺不仅会对员工的健康产生不利影响，而且还会影响车辆的质量。使用焊接机器人不仅减少了焊接人员的工作量，而且提高了生产效率，降低了生产成本。焊接机器人的发展，近年来随着成熟程度的提高，也在汽车行业等行业得到了更广泛的应用，多年的经验表明，工业机器人的使用极大地提高了相关行业的产量。

3.3喷涂喷漆

机器人具有多个自由度，可以很轻松的改变自己操作的位置和方向，因此在选取多自由度的机器人进行喷涂喷漆工作后，减少了人工的工作量，提高了工作效率，工业机器人的优势也愈发明显。在三维的工业生产中，喷涂机器人比较常见，尤其在汽车生产过程中，对于车身的喷涂是一项既繁重又危险的工作任务，喷涂主要分为两种类型，一种是涂胶，一种是喷漆，涂胶是为了保证车身的密封性，主要在一些密封焊接部位和减震部位做一下密封处理，具体的涂胶厚度及大小根据部位的需要做不同的调整;汽车车身的颜色、光泽度则是通过均匀、快速地对车身进行喷涂而成。用机器人代替人工可以实现对加工零件进行全方位的喷涂，工作过程比人工更加省力，时间具有灵活性，不仅提高了工作效率，也大大提高了工作的精准度。

3.4橡胶及塑料工业

橡胶和塑料都是现代国民经济与科技领域中不可缺少的高分子材料，用途十分广泛，不仅能满足人们的日常生活、医疗卫生和文体生活等各方面的需要，还能满足工农业生产、交通运输、电子通讯和航空航天等各个领域的技术要求。橡胶和塑料工业是一项需要紧密合作的行业，同时在一定程度上又有着极高的专业化程度。另外，在当前的机械制造工业中，橡胶及塑料的生产和加工环节的机械化程度又有紧密联系。在中国工业生产中，橡胶及塑料工业是非常重要的行业，随着其他行业的发展，对于橡胶及塑料的需求越来越大。而机械制造作为生产工作环节和加工工作环节二者之间进行连接的重要的工艺技术，对保证橡胶及塑料生产质量和数量具有重要作用。在传统的橡胶及塑料生产过程中，大多数采用人工和加工设备合作进行作业的生产模式，无法保证产品的精细程度和质量，而且需要在极端条件比如高温环境下进行生产，人工根本无法完成生产作业。但对于工业机器人，这些都不是问题，其可以满足极端条件下的作业，并且还能高效地保证产品的精确度。工业机器人在橡胶及塑料工业生产中的地位越来越高，对于提升中国的塑料行业竞争力具有重要作用。

结束语

工业机器人在自动化生产中的应用已经势在必行，它不但在一定程度上解放了劳动生产力，同时也给工业提供了一个新的发展方向。所以，在新时代的发展背景下，制造业应该充分利用工业机器人的自动化优势，提升生产作业效率，以便为制造业的长久发展打好基础。

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（作者单位：河南工学院机械工程学院）