工业机器人在自动化控制中的应用研究

缪国平

（无锡技师学院，江苏 无锡 214153）

0 引言

工业发展是保障国家整体经济建设的基础，只有针对工业应用技术与机械设备进行优化革新，才能落实各项发展目标，使工业生产模式更加智能化与流程化。工业机器人从诞生至今，在我国工业领域中起到重要的促进作用，不仅有效缓解传统工业模式下人力劳动量大的问题，而且针对生产质量、生产效率、生产成本以及生产收益等方面的指标进行合理满足，提升我国工业领域的现代化发展速度。因此，对于工业机器人今后的发展问题而言，一方面要不断强化自动化控制技术的应用深度，进一步强化工业机器人的使用效率。另一方面要针对各行业领域中工业机器人的应用问题开展针对性延伸，这样才能在各领域中全面推广自动化控制技术以及工业机器人，对社会经济的稳定发展具有重要意义。

1 自动化控制的特点

工业机器人技术的应用功能主要表现为示教再现与运动控制，操作人员可以根据实际生产要求，对自动化控制模式进行调控，当生产模式出现各类问题时，自动化控制模式可以及时做出正确反应，从而保证生产活动顺畅程度。例如，自动化控制平台会将操控指令发送到工业机器人的运行系统中，机器人可以根据预先制定的程序自动作业，采用这种自动化的生产模式，不仅可以降低工业生产过程中的劳动力损耗，还可以避免人员伤亡问题，而且自动化控制模式可以根据实际运行参数进行调试，从而科学提升自动化作业精准度[1]。

自动化控制模式的发展，可以赋予工业机器人更多的运行技术，同时为保证现代化工业的发展需求，也要对工业机器人的作业质量提出要求。因此，可以看出工业机器人与自动化控制技术是相辅相成的关系，工业机器人的大量应用，可以减少生产过程中的安全故障问题，并且自动化控制模式重视对设备运行参数的采集与分析，这也可以提前发现设备运行故障问题，从而制定相应的防治措施，而且在自动化控制平台与互联网计算机技术进行协同发展的过程中，可以使传统工业生产模式更加数据化与规范化，利用内网信息库来完成机器人的执行决策、管理以及技术操作[2]。

2 工业机器人的控制系统结构

2.1 主从式控制

在工业发展需求不断提升的背景下，工业机器人的操控系统也需要不断进行优化革新，并且根据实际应用途径对功能进行针对性延伸，这样才能促进工业机器人在不同领域中的应用。例如采用主从式控制系统结构，针对弧焊机器人的运行模式进行强化，采用两台计算机分别对机器人的运行数据与控制决策负责，其中一台可以对弧焊机器人的作业情况进行准确记录，并且对正常作业参数进行对比分析，另一台计算机可以帮助控制系统进行计算，利用多余的内存与CPU建立有效连接，以此来促进两台计算机的耦合作业程度[3]。

2.2 集中控制

集中控制模式主要针对工业机器人的运行状态进行管控，并且采用一台计算机对全部工作措施进行调控。由于将数据分析与命令控制功能放到一起，因此会对计算机的应用性能提出更高要求。便针对集中式控制模式进行优化，而衍生出的主从式控制模式可以将工作划分到两台计算机中。

2.3 分布式控制

分布式控制模式则是针对主从式控制系统进一步优化革新，也是当前自动化控制技术常用的系统结构，主要将管理工作划分为两部分，一方面完全移植主从式控制系统的应用优势，另一方面采用轨迹插补运行，针对坐标数据信息进行优化，这种控制模式可以对不同的运行措施提供CPU支持，将整体运行任务划分为具体执行目标，这样在应用中可以提升控制系统的运行效率[4]。此外，分布式控制系统与上级计算机进行连接时，采用总线方式，也可以保证具体运行控制系统与整体操控系统的协同质量。

3 工业机器人在自动化控制中的应用分析

3.1 汽车制造行业

我国当前有超过50%的工业机器人应用于汽车制造行业，采用自动化控制机器人，可以准确对作业点位进行焊接，避免人工作业时的误差，而且可以在工业机器人应用程度不断提升的背景下，可以使我国的汽车生产制造模式更加流程化。因此，对于自动化控制技术与工业机器人而言，结合根据汽车生产制造行业的发展需求，对运行技术进行调整优化，这样才能将工业机器人转化为汽车制造行业的必然组成部分，在帮助提升汽车制造企业竞争实力的同时，可以不断验证自动化控制技术的优势。此外，以往的汽车生产过程中都会伴随一定数量的人员安全事故，而采用机器人自动化控制技术，针对运行数据参数进行精准控制，在保证汽车制造质量的同时，也可以减少厚重的人工作业量，为汽车装配工人提供安全的作业环境[5]。

3.2 橡胶塑料工业

橡胶与塑料工业在生产过程中，需要各工作环节紧密结合，并且在生产制造中体现出一定的自动化程度。此外，作为当前主要的经济行业，橡胶与塑料行业可以为社会提供大量工作岗位。然而，随着人们环保意识的不断提升，对塑料与橡胶的使用中也增加大量生态环保的制约与管控，因此行业为保证自身的可持续发展，也要针对生产工艺技术进行全面革新，这样才能同时兼顾生产质量与生态环保。因此，这也为自动化控制技术与工业机器人提供良好的发展环境，将自动化控制机器人应用到橡胶生产中，可以将产品质量系数与计算机管控平台相连接，系统会根据产品实际情况发布作业指令，从而对相应的自动化执行措施进行调整优化，以此来提升产品的综合质量，这也是传统人工生产模式不具备的管控优势[6]。

3.3 铸造行业

对于铸造行业来说，自动化控制技术主要围绕产品气密性与检测措施展开，由于该行业的工作运行负荷较大，而且整体生产环境始终处于高温与高污染的情况下，这会对工作人员的生命健康造成伤害。因此，需要采用自动化控制技术对传统生产模式进行优化革新，并且在恶劣工作环境中尽量采用工业机器人进行作业。此外，想要保证铸造产品质量，还要针对气密性展开全面科学的检测工作，通过将产品的正常参数录入到自动化检测系统中，这样可以准确找出产品存在的质量隐患，从而及时做出相应处理，减少后续返工，帮助铸造企业提升生产效率。

3.4 化工行业

将工业机器人应用到化工行业，可以进一步对相关人员的生命安全提供保障。例如应用真空机械手、大气机械臂、自动清洁系统以及镀膜机械系统等，这些都是根据生产模式的运行数据自动执行作业，而且在加工环节可以体现出工业机器人的微型化与精密化特点。对于化工行业来说，不仅对工作环境的综合要求较高，在生产过程中还会对环境造成污染，因此需要持续对工作环境进行净化。采用自动化控制技术可以分别对环境控制与运行控制展开，一方面对化工生产环境参数进行实时监测，保证生产过程中的环境质量，另一方面则要将运行控制当作整体系统进行构建，以此来促进不同机械设备之间的协调程度。

3.5 医疗行业

在医疗领域中，工业机器人同样发挥着不容小视的作用。以当前案例来看，世界出现了很多例医疗领域应用工业机器人的情况，比如利用智能机器人完成医疗手术，当然该技术如今还不够成熟，只能应对与处理比较简单的项目。不过正因该技术取得了一定成功，所以意味着智能机器人很有可能会成为未来医疗领域的常客。工业机器人能够实现病人的手术操作、救援、运输以及恢复。利用新颖、先进的技术设备改变了人们对自动化控制技术的态度与认知水平。

4 结语

综上所述，在科学技术与社会经济协同发展的今天，工业机器人技术在诸多行业领域中取得良好的应用成果，并且已经逐步实现自动化控制模式。对于工业机器人的相关科研工作来说，在今后要加深对自动化控制技术的应用程度，并且与自身控制系统相结合，才能进一步提升应用质量。本文对工业机器人在自动化控制中的应用实践展开研究，首先阐述自动化控制技术的应用特点，其次介绍工业机器人的控制系统结构，最后深入探析自动化控制工业机器人的应用成果与发展趋势，具体为汽车制造行业，橡胶塑料工业，铸造行业，化工行业，医疗行业等。在今后工业机器人还将得到越来越广泛的应用，进而为社会生产活动提供更为优质的服务。