肖顺通
富泰华精密电子(郑州)有限公司
摘要：新冠肺炎的疫情爆发后，我国企业开始热衷于部署机器人及自动化技术。服务机器人在辅助诊断、快速测试、精准测温与目标识别等方面，助力了疫病智能诊治，降低了医护人员感染风险，提高了管控工作效率。此外，工业机器人在工业制造、物流配送、餐饮零售、安防巡逻、康复保健等领域的价值也进一步凸显。基于此，以下对产业机器人电气自动化技术的有效应用进行了探讨，以供参考。
关键词：产业机器人；电气自动化技术；有效应用
引言
上海曾发布《上海市高端装备制造业“十二五”发展规划》，重点发展工业机器人，投入包装、焊接、组装、涂装、搬运等生产环节，同时也包括电机、驱动器、控制器、传感器、网络 此外，包括广东、杭州、北京等地相继出台相关政策，明确了工业机器人的发展方向。 电气工程自动化与工业机器人的结合已成为必然趋势，将电气工程自动化技术与工业机器人的设计活动和应用环节有机融合，成为当前发展工业机器人需要研究的重要课题。
1产业机器人技术分析
产业机器人主要面向于工业领域中多关节机械手以及多自由度机械装置，通过PLC控制技术可以自动执行各设定动作，通过自身动力以及控制能力来完成各种基础功能的一种机器。简单来讲，工业机器人各执行动作的完成，是以计算机技术作为支持，根据生产需求发出类似人类的行为指令，有序的完成各项动作操作。常见的工业机器人如直角坐标机器人、Delta机器人、SCARA机器人、4自由度标准工业机器人以及6自由度标准工业机器人等，可完成搬运、焊接、喷漆、切割测量等操作。以搬运机器人为例，通过计算机实现运行控制，完善行动、多传感器控制以及自动导航等功能，目前该类机器人已经在速度、可靠性以及精度等方面取得了显著的研究效果。可满足食品、电子、医药等企业生产中柔性搬运、输送等要求，尤其是在快递行业中的应用，可作为主要的物品分拣运输工具。工业机器人组成包括主体、驱动系统以及控制系统三部分。主体包括机座与执行机构两部分，如臀部、手部、腕部，部分机器人还设计有行走机构。目前所设计应用的工业机器人多数具有3~6个运动自由度，且腕部基本上会存在1~3个运动自由度。驱动系统分为动力装置与传动装置，负责各执行机构可以完成设定的动作。控制系统为核心部分，以设定好的程序为依据，针对驱动系统和执行机构发出指令信号，并控制其可靠执行。
2产业机器人电气自动化技术的有效应用
2.1可编程逻辑控制器系统
可编程逻辑控制器系统是电气自动化技术的集合体，在可编程逻辑控制器系统的指引下能够以数字运算操作的形式实现产业机器人的有效控制，增强产业机器人的环境适应能力，从而以更加可靠与高效的形式开展生产活动。可编程逻辑控制器系统主要由中央处理器、存储器、外部设备接口等组件所组成，可编程逻辑控制器系统能够对工作流程进行有效的监控，实现对产业机器人的点位控制以及智能化控制，实时跟进产业机器人工作的开展进度。而且可编程逻辑控制器系统能够与产业机器人控制器建立智能化的连接方式，以智能控制以及轨迹连续控制的形式构建智能化的控制路径，以便于产业机器人能够迅速响应各项指令的发布。此外，可编程逻辑控制器系统还具有输出刷新的功能，在可编程逻辑控制器系统的支持下产业机器人能够在采样的同时构建自我学习逻辑体现，提升产业机器人的环境适应能力和学习能力，以更高效的形式开展工作。
2.2PLC控制系统
在电气自动化控制技术中，PLC控制系统是标志性的自动化控制技术集控形式，PLC又称可编程逻辑控制器，与工业生产环境的适应性强，能否在数字运算操作电子系统的支持下更可靠、更有效地开展工作？ 和计算机一样，PLC控制系统主要包括中央处理器、存储器、外部设备接口等组件，工作流程为采样、执行用户程序、更新输出。 通过对PLC系统的支持，帮助工业机器人在实际运行中实现机器人的点位控制、智能控制、转矩控制、轨迹连续控制。
PLC控制系统必须加强与工业机器人控制器的连接，提高机器人的环境适应能力和学习能力，形成确保工业机器人稳定高效地工作的智能控制路径。
2.3机械零件拼接、驱动与程序编排技术
电气自动化技术的应用能够满足产业机器人机械零部件的组装涉及需要，为了满足不同环境下的产业机器人生产需要，其所应用的机械零部件也随之不同，无形中增加了机械零部件组装设计以及应用维护的难度。在电气自动化技术的帮助下设计人员能够对产业机器人的机械零部件开展检测工作，实时跟进电气自动化技术所反馈的机械零部件信息，通过对存在异常的机械零部件数据信息进行处理，避免机械零部件出现偏差问题，从而干扰产业机器人的正常使用。在机械零部件的驱动视角下，电气自动化技术能够锁定机械零部件中驱动装置所反馈的运行信号信息，对机械零部件进行定期的驱动检测，对产业机器人的工作状态进行检测。在机械零部件的程序编排视角下，电气自动化技术能够作为桥梁实现产业机器人和云服务器之间的连接，不断的提升产业机器人的环境适应能力，以满足自动化以及智能化的生产需要。
3产业机器人视角下电气自动化技术的应用措施
3.1外引内培，提升工作人员对工业机器人的认知和操作能力
农机装配线上的工人对工业机器人比较陌生，他们的内心会产生抵触心理，在工作中也会受到惯性思维影响，继而导致工业机器人在农机装配线上得不到有效应用。因此，促进工业机器人在农机装配线中的应用，需要采用外引内培的方式，提升工作人员对工业机器人的认知和操作能力。首先，在外部招聘环节，需要引进掌握数控技术以及大数据等信息技术的机械制造专业人才来推动农机装配线的智能化和自动化建设；其次，在内部培训过程中，需要立足工业机器人应用发展情况，由浅入深地引导农机装配线工作人员认识和接受工业机器人；在这一过程中，需要定期更新教育培训内容，结合实际案例来增强培训的说服力，从工业机器人的介绍到工业机器人在农机装配线上的实际应用，内部培训工作需要系统化地引导工作人员适应新的工作环境，掌握工业机器人应用背景下的农机装配线工作。
3.2全面优化设计细节
从提高工业机器人的生产效率和工作质量的角度看，设计者必须根据设计的要求优化设计细节。 需要在电气自动化技术和操作平台上对完成设计的工业机器人进行试运行，以找出可以在基础设施中优化的设计细节。 以采茶机器人的优化设计为例，设计者可以将机械结构改为悬臂梁式。 也就是说，可以将传统的z轴变更为与y轴平行的结构，将左y轴和右y轴变更为相互独立的结构，将左z轴和右z轴设置在两个y轴上。 进行滑台设计时，从有效控制3轴运行的观点进行设计，实现有效运行行程、长度、最大速度、重复定位精度等参数控制。 在设计爪捏手时，设计者提高其自动化和智能化程度，使用推挽式电磁铁，电磁吸力可以帮助制动，同时弹簧的弹力可以帮助复位，还可以在微轴承的作用下，在固定销、旋转铰链之间进行有效的协作 因此，设计者在进行工业机器人的设计时，必须根据工业生产的实践要求，优化工业机器人的结构细节，确保结构简单稳定，操作方便。
结束语
工业机器人是实现智能制造前期最重要的工作之一，是联系自动化和信息化重要的载体。工业机器人将加速数字化、智能化转型来提升制造业发展的质量和竞争力，带来相应的机器人技术研发、操作、维修、营销及管理人员需求的大幅度提升，许多企业在“机器人换人”的过程中将面临着“机器人易购，技工难求”的窘境，这对我国机器人行业的人才培养规模将提出更大的挑战。
参考文献
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