工业机器人技术在自动化控制领域中的应用

朱韡

[摘    要]现如今是信息科学技术快速发展的时代，人工智能已经普遍应用于各个领域，其中最为突出的就是机器人的研发与应用，尽管这一人工智能理念提出的很早，但是这一技术还没有完全成熟。目前做任何事情都讲究效率，尤其是在工业领域中，工业中投入的成本很大，工作效率低会对企业的盈利产生影响。将工业机器人技术应用在自动化的控制领域中，能够很好地帮助企业节约人工成本，使企业的利益最大化。

[关键词]工业机器人;自动化控制;实践应用

[中图分类号]TP273 [文献标志码]A [文章编号]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

現在国民经济飞速发展，逐步提高了我国科学技术发展脚步，使得中国现今具有的智能机器人已经应用于各个领域中，并且研发技术日益成熟，研发过程逐渐完善，这一成就的主要体现渠道就是在工业领域中，汽车制造以及材料铸造的方面，逐步地实现了自动化的生产过程，并且逐步取代了传统的人工生产模式，能够快速提高工作效率。

1 概述

“机器人”的由来很早，最近几年逐渐渗入到人们的日常生活中。国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）对工业机器人的定义是面向工业自动化领域的自动控制、可重复编程的多用途机械手。机器人的分类方法有多种，按其应用可分为：工业机器人、军用机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、空间机器人和娱乐机器人。其中工业机器人的发展是工业发展领域中一项突出的成就，需要对其进一步研究和思考。

2 工业机器人控制系统的特点

①机器人在移动过程中对于参照物的选择是和人类的感官选择不一样的，机器人本身缺乏对于外部环境的探索并将信息进行集中处理的能力，这样机器人无论是完成任何任务，都是依照编程人员事先设定的移动坐标进行轨迹运动，同时按照编程设定的路线进行日常工作的。②智能化机器人的应用程序也是根据不同的应用场景以及应用情况而具体设定的，在智能化机器人进行日常工作任务过程中，可以通过为机器人设定具体的工作模式和自主空间，帮助机器人能够更加方便地开展工作，以及在工作过程中帮助机器人完成规定的工作之外的其他设定的任务，实现真正的智能自动化，保证了智能机器人程序应用的多变化。③智能机器人缺乏了与外界进行沟通的能力以及具体实施的方法，这是智能机器人不足以赶上人类的区别之处，所以想要对机器人进行正确的工作分配，必须要实现通过计算机代码以及各种编程语言，让智能机器人完整且正确地接收到工作任务，才能够保证机器人明确自己的工作任务，以及更加细致地完善工作细节，保证工作的完美完成。

3 工业机器人的控制系统结构

3.1 人-机交互系统

人-机交互系统是指操作人员对机器人进行控制并与机器人之间取得联系的装置。该系统可分为两大类：指令给定装置和信息显示装置。类似于日常所使用电脑键盘（指令给定装置）和屏幕（信息显示装置）。以一个简单机器人为例，机器人系统包含示教器和控制柜，机器人主要是通过示教器和控制柜与自身取得联系，既可以通过在示教器上进行编程，输入一些指令，即指令给定装置，也可以在示教器上显示相应的信息，即信息显示装置。这就是人-机交互系统。

3.2 集中控制

对智能机器人进行安装集中控制模式，主要体现在对工业机器人完成工作任务的过程中，进行良好的把控，并且能够保证智能机器人对工作措施能够及时的进行调整，使得能够更好地完成具体任务，所以将数据分析以及对机器人的管控按钮放在一起，能够提高智能机器人的应用性能。

3.3 工业机器人的运动控制

对工业领域的智能机器人进行运动控制的安装，需要对智能机器人的运动轨迹进行精准的控制，并且保证智能机器人能够完成工作任务。如果对智能工业机器人的运动控制部分进行完善，能够达到帮助智能机器人的系统进行自动化的控制模式，以及能够对机器人的改变和调整有一个更全面的了解，从而使得机器人完成工作的速率得到提高，并且保证其工作质量良好。

4 工业机器人技术的控制方式

4.1 点位控制

点位控制是指对工业机器人末端执行器进行操作，通过对其位置进行控制，可以实现让机器人能更加精确、快速地在特定的位置完成操作。

4.2 工业机器人连续轨迹控制方式

和点位控制的方式有所不同，机器人的连续轨迹控制方式更好地解决了机器人运动轨迹无法掌控的缺点。这种控制方法依旧是借助机器人的末端执行器，将人类预先设定好的工作指令进行“连续”的完成，连续轨迹控制方式与点位控制方式相比最为重要的改变就是提升了机器人的工作效率，在有效地减少机器人错误率问题的基础上，可以更为有效地提升机器人对于某项工作的完成效率。

4.3 力控制

力控制就是指工业机器人在完成操作時，所使用的用力程度。对于一些操作对象比较脆弱的情况，为了避免在生产过程中受到破坏，就需要工业机器人对其进行控制力气，因此在实际操作过程中要求高精准的确定位置，必须使用适当的力矩执行操作。

5 工业机器人在自动化控制中的应用

5.1 医疗行业

智能化机器人应用于人类生活的各个领域中，在医疗领域中的作用也不容小觑，具体可以体现在医疗手术中，利用智能机器人帮助医生完成手术，虽然这一项智能技术还不够成熟，但是也在不断的完善中，并且取得了一定的成绩，所以这也可以从侧面体现出智能化机器人很有可能逐渐在医疗领域中发挥出更大的作用。将智能机器人应用于医疗行业，能够实时管控病人的手术细节以及运输和恢复等部分，运用最先进的技术以及最完善设备，帮助人们刷新对自动化控制技术的认知。

5.2 汽车制造行业的应用

智能化工业机器人使用量最高的生产区域可以聚焦到发达国家中汽车制造行业，在53%的发达国家中，都逐渐地运用智能化机器人取代传统的人工制造，来达到提高工作效率的目的。而在我国中，工业机器人应用于汽车制造行业的比例也逐渐过半，并且应用的机器人有一半以上的都是焊接机器人。所以，能够从这一数据中得出结论：在未来汽车制造业工作岗位上，工业机器人取代人工的情况应该不在少数，并且能够逐渐使传统汽车制造业中人工受累受困的工作模式得到改善，实现高效率、保质量的智能化机器人完成工作现象。时代的不断发展，使得各个行业，各个领域，都在不断地进步，工业发展部分更是突飞猛进。在现阶段，中国对汽车制造业以及自动化智能技术提出了更高的要求，希望能够保证智能技术和机器人研发达到一个更高的水准，能够保证我国工业制造发展速度逐渐赶上并且能够超越世界发达国家水平。其中，工业制造中的智能机器人占据着重要的地位，并且有着极大的促进发展的作用，从侧面推动了我国汽车制造业的飞速进步，提高了任务的完成速率，并且质量可以得到把控，使得我国能够有更多的时间与机会去深入探究制造业以及自动化技术。

5.3 橡胶塑料工业

在我国主要经济来源行业中，橡胶与塑料制造占据榜首，在这一材料生产过程中，各个生产环节都紧密联系，需要大量的工作人员进行实时沟通，并且对工作任务的完成以及出现的现象和结果进行讨论得出结果，所以，需要一定程度上的自动化技术帮助人们完成那些枯燥乏味，需要反复进行的工作。而在近些年来，由于人们逐渐提高环保意识，使得人们逐渐抵制传统橡胶与塑料行业，觉得这些材料是不环保的。所以，想要这一行业能够继续发展，并且能够逐渐跟上时代的脚步，就需要在其中增加大量的生态环保理念，进行一场无声的“工业革命”。主要目的以及主要的举措，也就是需要对生产技术进行一个全面的改革创新，在生产过程中保证生产质量以及对生态环保理念进行有机的结合。所以在这一工作行业中，应用工业机器人可以从一定程度上保证产品的质量得到把控，并且能够提高工作效率，从而提高产品的综合评分，这也就是智能化机器人工作较人工工作存在的优势。

5.4 铸造行业

由于铸造行业中的人工岗位具有着工作强度较大、工作环境高温、高污染的特点，在铸造车间里温度极高，具有极大的粉尘和噪音，这样的工作环境极其恶劣，甚至还存在着极大的安全隐患。长期的恶劣工作环境可使得工作人员们的健康逐渐受到危害。在这一恶劣的环境中，应用智能化机器人代替人工完成其中的工作任务，可以有效地避免这一问题，并且能够使其工作质量得到保证，只需要工作人员对智能化机器人进行简单的管控，在发现问题时进行及时调整，就可以保证良好地完成工作任务以及提高工作效率。

5.5 化工行业

化工行业中有许多比较危险的岗位，用人工进行工作会对工人的身体健康产生危害，利用工业机器人代替工人工作，能够保证工人的身体健康，还能够提升工作效率。智能化的工业机器人应用于化工行业中，具体应用在化工行业中的真空机械手、自动清洁系统、镀膜机械系统、大气机械臂等方面，应用智能化机器人进行工作，可以保证由于工业生产而造成污染的周边环境都能够得到一定程度的改善。

5.6 喷涂喷漆

在喷涂喷漆工作领域中应用智能机器人具有较高的自由程度的，机器人可以轻松自然地改变自己操作的位置、方向以及轨迹，还能够减少人们的工作量。改变传统工作方式，不仅能够提高工作效率，也能够使得我国智能化技术得到响应。在三维技术工业生产过程中，喷涂机器人是比较常见的一种类型，在汽车生产时候的喷漆工作，可以通过运用机器人代替人工的工作模式，实现对工作的可控性以及提高工作的效率，提高工作完成的质量。

6 结束语

在这一飞速发展的信息时代大背景下，智能化机器人技术理念逐渐完善，在人们生活中而且在各个工作领域中都有着工业智能化机器人的身影，并取得了很积极的、正面的效果，所以应该加大力度对智能技术和自动化技术深入探究和实验，保证我国经济飞速发展和综合国力能够得到持续提高。

参考文献

[1] 张艳玲.工业机器人技术在自动化控制领域的实践[J].科学咨询，2019（12）：89.

[2] 赵玉凤.工业机器人技术在自动化控制领域中的应用探究[J].决策探索，2019（11）：43.

[3] 南博.机器人技术在自动化控制领域中运用[J].内燃机与配件，2019（20）：231-232.