卢家翀
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摘要：现代科学技术的飞速发展，使传统工业领域得到质的飞跃，不仅在应用质量与效率等方面得到提升，而且可以有效降低应用成本，对企业发展提供稳固动力。例如自动化控制技术与工业机器人的结合，在当前各行业领域中都取得良好的应用成果。基于此，本文针对工业机器人在自动化控制中的应用进行探讨分析，以供参考。
关键词：工业机器人；自动化控制；实践；研究
引言
对一个国家和民族而言，工业的重要性不言而喻，而机器人则是工业发展的关键所在。在自动化控制领域应用工业机器人（IndustrialRobot，IRB）能够全面促进其发展。虽然国内在工业机器人领域投入了一定的资金和力量，但是其应用还有一定不足，不仅严重阻碍了相关技术的进一步发展，同时还在很大程度上限制了工业的发展。因此，深入研究工业机器人技术在自动化控制领域的具体应用具有较强的现实意义。
1工业机器人概述
工业机器人，从字面上来讲就是用于工业领域的机器人。现如今，工业机器人已经广泛应用于汽车及其零部件制造、机械加工、食品工业、木材与家具制造业等领域。工业机器人是各国先进制造业中不可或缺的重要装备与关键技术。根据相关资料显示，我国第一台工业机器人诞生于20世纪60年代。现如今，我国以新松机器人为代表的工业机器人在全球工业机器人市场上已经显露了旺盛的生命力[1]。
2工业机器人的控制特点
与人类相比，工业机器人没有主观思维能力，因此他们的每一项动作都必须经由程序人员来设定，这些参数事实上就是人们生活、工作中的相应指令。为了让工业机器人根据人们的思想开展工作，就必须设计相应的控制系统。整体上来看，工业机器人的控制特点主要有4个。（1）对工业机器人的制造而言，机构运动学非常重要，因为他们的任何运动都需要相应的坐标。为了让机器人完成一套动作，就必须提前设计好相应的坐标，然后他们会根据相应的指令完成行动。（2）工业机器人的操作模式应该多样化和丰富化，以便于他们工作时更好的选择，尽可能地完成指令。（3）工业机器人没有主观思维能力，其动作控制主要由计算机来完成，人们的指令以代码的形式下达，他们主要根据代码开展工作，实现人们的需求。（4）工业机器人可以通过不同的方式完成动作，可以人为设定工作方式，以实现更好的效果[2]。
3工业机器人在自动化控制中的应用原理
3.1工业机器人的控制系统
尽管工业不同领域的工业机器人形态各异，但都可以大致分为主体部分、驱动系统和控制系统3部分。工业机器人拥有良好的运动能力和控制能力。它凭借灵活的机械手臂能够完成很多精细的操作。目前，全球市场上的工业机器人已经全部实现了智能化，即采用了智能控制模式。工业机器人运动控制功能的实现依赖于它自身的控制系统。一个完整的工业机器人控制系统大致包括控制计算机、示教盒、传感器接口、轴控制设备和辅助设备等。不同的设备分别管理着工业机器人的不同功能，如计算机的控制功能、示教盒的人机交互功能、传感器的环境监测功能、轴控制设备的运动速度控制功能，以及辅助设备对工业机器人相关辅助设备的调控功能。在工业机器人运行过程中，各设备密切合作，对工业机器人的整个控制系统进行流畅、准确地调度和指挥[3]。
3.2工业机器人的控制方式
第一种是点位控制。点位控制是一种点到点的控制，如从A点到B点，再从B点到C点。点位控制的优点是让工业机器人快速且准确地从某一点到另外一点，即实现点与点之间快速、准确地位移[1]。缺点是无法对工业机器人的位移路径进行控制。
因为讲究快速与准确，所以点位控制的主要技术指标是运动（位移）速度和定位精度。PTP是工业机器人控制方式中最简单、最易实现的一种方式，它常被应用于一些只要求点对点的生产环节中，如简单、重复的上下料环节。第二种是连续轨迹运动控制。连续轨迹运动控制强调的是工业机器人操作的连续性。从A到B，再从B到C，再从C到D。工业机器人在整个操作过程中要保持连续，不能中断。连续轨迹运动控制要实现工业机器人操作的连续性，需要操作人员在工业机器人的控制系统中设置它连续轨迹运动的相关数据，如所在位置、运动轨迹、运动速度等[4]。需注意的是，连续轨迹运动控制的连续性，不仅仅要求工业机器人操作的不中断，还要求工业机器人的运动速度可控、运动状态平稳。鉴于此，连续轨迹运动控制的主要技术指标是运动控制系统对工业机器人运动轨迹跟踪的精确性，以及工业机器人自身运动速度的可控性和运动状态的平稳性。第三种是力伺服控制。力伺服控制以工业机器人的力伺服控制系统为核心，以输出力（力矩）为控制变量，其执行机构是各种类型的驱动元件，如伺服阀+液压马达、伺服阀+油缸、驱动器+电马达等。工业机器人在执行一些物料搬运、分拣物品等工作时，除了要保证定位的精度之外，还要求机械手臂使用适度的力（力矩）。在这种作业环境下，工业机器人机采用的就是力伺服控制方式。力伺服控制最鲜明的特征是系统输入和反馈信号是一种力信号，而点位控制和连续轨迹运动控制的系统输入和反馈信号是一种位置信号。第四种是智能控制方式。目前，采用智能控制的工业机器人主要是通过传感器获取周围环境的信息，然后根据内部控制系统的相关指令做出相应的操作[5]。
4工业机器人在自动化领域的发展趋势
随着科学技术的不断发展和进步，人们对自动化水平的要求也在不断提升，因此也对工业机器人提出了更高的要求。不仅要向工业机器人强国学习核心技术，还需要以此为基础进行技术创新，结合国内的实际情况研制出更加符合我国国情的工业机器人。未来工业机器人将更加多元化、更加智能，应用领域更多。（1）在极端恶劣环境下工作。实际上有很多工业生产的环境比较恶劣，已经超过了人类自身的承受极限。因此就可以借助工业机器人的力量，由工业机器人代替人类在高温、高压等环境下进行工作、生产。（2）应用于医学领域。鉴于工业机器人的高、精、密特点，其可以被引入医学领域，如矫正骨折的手术等。因为在这种类型的手术之中，医生难以对每一步骤精准地计算，即使医术再精湛的医生也会有误差，但是通过引入工业机器人可以实现零误差操作。未来医学领域会更加广泛地应用工业机器人[6]。（3）仿生工业机器人。与其他工业机器人相比，仿生工业机器人属于高科技产品。例如，以往的工业机器人需要人为设定相应的程序，但是通过将人工智能软件植入仿生机器人，就能实现对人思维的模拟，使活动更加自主。
结束语
随着科学技术的不断发展和进步，工业机器人的作用越来越显著，在工业生产中的应用会越来越广泛。今后应更深入地研究和探索，不断致力于发展这项技术，让其在自动化控制领域得到更好的运用，强化在该领域的发展和进步，实现更好的发展效果。
参考文献
[1]隋胄君.工业机器人在自动化控制中的应用[J].集成电路应用,2020,37(03):112-113.
[2]赵雪.探析工业机器人技术在自动化控制领域的应用[J].科学技术创新,2019(36):102-103.
[3]郑一平,刘思洁,吴文俊,夏蕾,陈晓斌.工业机器人在服装生产自动化系统中应用初探[J].科技与创新,2019(23):142+145.
[4]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(科技·管理),2019(12):89.
[5]王庆龙.基于工业机器人的自动化生产线研究[J].内燃机与配件,2019(22):144-145.
[6]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(中),2019(11):43.