浅谈工业机器人技术在自动化控制领域的实践

发表时间:2021/2/4   来源:《城镇建设》2020年第30期   作者:胡宋强 1石伟2章楷3
[导读] 随着我国科技水平的快速发展,机器人领域和自动化控制领域都有了前所未有的发展前景。

        胡宋强    1石伟2章楷3
        1身份证号:610103198209083674,陕西省   2身份证号:610324199201274238,陕西省 3身份证号:612524199108230014,陕西省
        摘要:随着我国科技水平的快速发展,机器人领域和自动化控制领域都有了前所未有的发展前景。在不断发展的过程中,更多的新技术、新设备呈现在了人们的视野之中。为了更好地保证相关领域可以有持续上升的发展前景,让机器人可以更好地服务于社会,造福人类,就有必要针对自动化的技术手段,配合以工业机器人的相关技术支持,总结并制定出更为适合机器人领域与自动化控制领域发展的可行性法则,在相关法则的规范下,协调好两个领域之间的关系,进而可以提升整个社会工业阶段性的发展。
        关键词:工业机器人;工业自动化;种类;实践应用
        1.工业机器人控制系统的主要功能
        工业化机器人的系统控制,在应用阶段,有着广阔的应用市场。众多领域的交界处,机器人就处于一个承接的身份和位置。由此,不难看出,机器人自身并不是单纯的一种工程实现功能,还可以借助于自动化控制系统,实现更多自动化控制系统任务的完成和目标的实现。
        1.1 运动控制功能
        运动控制是机器人进行自身移动的一个重要凭证,并且运动控制还是机器人完成任务的最基础保障。通过对机器人的运动控制开展自动化系统控制模式,可以实现对于机器人自身形态的变化、自身速度的调整以及自身机械臂等辅助工作完成的器械进行控制,进而实现对工作的完成和实现,从而实现人类对机器人的更进一步控制,使机器人可以按照提前的设定进行工作的完成。
        1.2 示教再现功能
        示教再现,从字面上不难看出,这是一种和学习有关的技术手段。应用在机器人身上,就可以更为显著地发展,机器人通过对于一种操作的学习,最终落实到实践当中,以一种示范型的学习方式,使得机器人可以开展学习任务,丰富工程开展的多样化。这种学习方式,可以有效地提升机器人整体的工作速率,因为往往一个简单的动作学习,可以在实际机器人工作的过程中发挥巨大的作用。而对于那些已经学习成功的内容,就可以利用网络的传递性,“教”会更多的机器人,实现一项知识的大面积使用[1]。
        2.工业机器人的控制方式
        2.1 点位控制方式
        点位控制方式是一种通过对于机器人前进路径设置点位的方式,通过机器人不断完成一个个点位的目标,最终实现一种系统化的控制手段。这种控制方式是借助于机器人的末端执行器,通过末端执行器的辅助作用,使机器人可以形成一种类似于多线程的工作模式,在不断完成一项项小的任务时,逐步实现对于整体大的工作流程的完成。通过点位控制方式,可以有效地提升机器人的工程准确性,便于帮助机器人快速、准确地完成工作任务,将指定的工作目标分布在末端执行器当中,在固定的位置完成固定的工作,避免了错误的发生。可是这种控制方式,在机器人的运动轨迹方面,却起不到任何的帮助作用,也就是没办法控制机器人的运作轨迹。
        2.2 连续轨迹控制方式
        这种控制方式相较于点位控制方式,最大的改变就是解决了运作轨迹没办法控制的缺点和遗憾。通过连续轨迹控制方式,仍旧借助于机器人的末端执行器,将指令“连续”地完成,而不再是分隔成为一个个小的工作进行解决和实现。这种方式最突出的改变就是提升了机器人的工作效率,在解决了机器人出错的问题基础上,提升了对于一项工程的完成速率。
        2.3 智能控制方式
        智能控制方式是当前被采用的最为广泛的一种形式。顾名思义,智能控制方式就是借助于自动化,实现机器人的自主化判断,进而完成指定的工作和任务。为了实现智能控制方式,需要借助于几个大的方面的硬件辅助。在数字化发展颇为迅速的今天,智能化的设备手段已经遍布了整个社会的各个角落,深入了寻常百姓的家中。不出意外,这一项技术手段也被完完全全地落实在了工业机器人的控制方式中。通过对于外界传感器,实现对于外界环境的掌控和探索,最终记录所探索发现到的内容数据,对于这些数据进行加以分析,进而自主化的总结出一条解决问题最为妥善的方式,从时间、出错率等多方面,机器人可以实现方案的自主制定和选择,最终开展工作任务。在这种控制方式下的机器人,可以在一些比较紧急的状况下,自发性的探索解决方案,大幅度降低了可能会发生的损失。


        3.目前工业机器人技术在自动化控制领域的具体应用
        3.1 装配工作
        工业机器人装配在现在汽车制造行业占据着重要的位置,装配技术在实际应用过程中,要依据不同的汽车要求进行调整,这就要求一些智能化程度较高的工业机器人有多套操作模式,保证能够满足几种汽车装配要求。要保证能够工业机器人的质量、相率、强度等能够满足装配运作,通过合理的程序设计以及运动学控制,可以提高工业机器人的柔韧性,从而完成相关操作工作,使工业机器人的应用想过显著提高[2]。
        3.2 检测工作
        工业机器人的检测主要依据视觉传感器与测量控制系统,工业机器人通过视觉传感器获得汽车相关的图像信息,经过计算与分析获得其尺寸信息,然后与设计尺寸进行比较,能够快速直观的获得相关 数据,从而检测汽车各部分尺寸是否合格,显著提升了汽车合格率,也为工业机器人其他操作的改进提供依据。
        3.3 搬运工作
        工业机器人进行搬运工作,能够有效减少人力的消耗,尤其是大型工件,依靠人力进行搬运很难完成,即使可以完成工作效率也是极低的,但是工业机器人在搬运工作方面的运用有效解决掉了这个问题,为汽车制造与装配奠定了基础。运用工业机器人进行搬运工作不是一步完成的,要依据工业机器人的搬运效率与完成效果不断地进行调整与改进,以满足汽车制造行业不断提高的发展需求。
        3.4 焊接工作
        利用工业机器人完成焊接工作具有诸多便利,首先,焊接时一项较为复杂工作,并且对人体是有一定伤害的;其次,汽车制造过程中一些特殊部位的焊接是无法通过人工焊接完成的,因此,采用工业机器人完成焊接工作是必要的;最后,工业机器人能够更加准确的完成焊接工作,有效提高汽车焊接的精准度与速度。
        3.5 喷涂工作
        喷涂工作是汽车制造必要的一项技术,借助工业机器人能够更好的实现喷涂效果,喷涂主要是为了提升汽车的外在形象,使汽车的外观更加精致。在喷涂过程中要求操作准确,喷涂均匀,但是人工喷涂会搜到各种因素的影响无法完美的完成这项工作,但是工业机器人通过运动轨迹与喷涂参数的设定可以稳步完成喷涂工作。但是想要工业机器人良好的完成喷涂工作要注意一些细节问题,例如工业机器人如何进行运动,才能保证喷涂的均匀性;喷涂参数如何设置才能保证将汽车进行完美的喷涂又不浪费材料等。
        4.未来工业机器人技术在自动化控制领域的发展方向
        4.1 适应更加恶劣的使用环境
        由于在一些恶劣的环境中,工业机器人的系统部件可能会受到影响而无法完成工作,但是这种条件下也不能强行由人工完成,对人体造成一定的损伤甚至危害到人的生命,因此,提高工业机器人是一个恶劣使用环境的能力是必不可少的,这不是一项简单的工作需要相关的工作人员不断进行试验与修改,在试验过程中,工作人员要注意恶劣环境一些条件的细微变化,通过试验与调整保证工业机器人可以依据环境条件的改变自行完成一些简单的调整[3]。
        4.2 仿生工业机器人的研究
        简单来说仿生工业机器人要比普通的工业机器人更加高端,能够完成的工作更加复杂,但是相应的由于其需要进行的设定更加复杂,首先需要完成人类思维的模拟,一般的工业机器人只需要依据特定的指令完成操作,但是仿生工业机器人可以通过模拟人类思维,自主进行相关操作,其活动更加灵活,能够完成的工作范围也更加广泛,并且通过强化放生工业机器人的制作材料以及线管技术等,还可以进一步提高仿生工业机器人的性能。
        5.结论
        总之,工业机器人技术的快速发展以及普及是未来科技型社会的必然要求,可以通过增加工业机器人的数量和工业机器人的智能化能力以及工业机器人的自动化控制手段的不断提升,来实现工业机器人的智能化不断提升。
        6.参考文献
        [1]林森.基于工业机器人的自动化生产技术应用探讨[J].湖北农机化,2019,(13):50.
        [2]赵雪.我国工业机器人技术现状与产业化发展战略分析[J].科学技术创新,2019(36):72-73.
        [3]房永前.基于工业机器人的自动化生产技术应用探析[J].建筑工程技术与设计,2018,(2):2261.
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