工业机器人技术在自动化控制领域的实践

发表时间:2021/6/29   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:吴全超1 2
[导读] 摘要:近年来,我国的工业化进程有了很大进展,对工业机器人的应用也越来越广泛。
        1四川青石建设有限公司北京第一分公司  北京  101500;2北京首创股份有限公司  北京  100032
        摘要:近年来,我国的工业化进程有了很大进展,对工业机器人的应用也越来越广泛。随着机器人技术日趋成熟,机器人已经渗透到了各个领域。在自动化控制领域工业机器人也得到了良好的应用与发展,本文首先说明了工业机器人概述,其次阐述了目前工业机器人技术在自动化控制领域的具体应用,最后提出了未来工业机器人技术在自动化控制领域的发展方向,希望可以为工业机器人在自动化控制领域的应用提供有效参考。
        关键词:工业机器人;机器人技术;自动化控制
        引言
        在工业生产领域应用工业机器人,有助于构建自动化的工业生产线,与传统人工生产线相比,自动化生产线在生产效率和生产质量方面均具有显著的优势。因此,工业机器人技术受到了研究人员的高度关注。在此背景下,对该课题进行研究,其意义十分重大。
        1工业机器人控制系统的特点
        机器人,顾名思义,其主要组成部分为机械,通过实现指令、完成任务,进而帮助人类减轻劳务方面的压力。针对机器人本身而言,其缺乏自主思考的能力,使得机器人在工作的过程当中不会对工作产生厌烦和枯燥心理,更甚至,机器人根本不明白自己当前正在执行的工作到底有什么样的效果。要想实现对于机器人的控制,只需要掌握控制机器人系统的方式即可。通常而言,机器人控制系统方面有几个显著的特点:第一,机器人的移动和参照物选择,和人类的直观感受稍有不同,机器人由于缺乏对于外界进行探索并且集中处理的能力,使得在机器人完成任务的过程当中,更多的是依照工程设计人员所设计的参照物进行运作,并且严格按照工程人员所设置的坐标系进行运转,依照设计好的路线进行工作的开展。因此,倘若要想给机器人设计一个工作目标,势必需要先将路线给机器人编程好。第二,机器人也并不是一成不变的。在任务的开展过程当中,适当地给机器人一些更多的自由度,给机器人更大的自由空间,可以有效地帮助机器人开展工作。在对于一件事情的处理过程中,巧妙地借助机器人的自由度,可以实现更多种方式完成工作任务,避免了机器程序的单一性,提升了整体的自动化和智能性。第三,机器人缺乏一种和外界进行沟通的方式[1]。机器人没有办法和人类相比,因此,在工作分配的过程中,没有办法像和人类交流一样通过简短的语言完成。为了更好地解决这一问题,计算机代码以及汇编语言就很好地肩负起了人类和计算机进行沟通的重任。借助于计算机代码的形式,使机器人可以明确人类的主观思想和行为习惯,明确工程的目的以及自己需要完成的任务,最终实现人类对于机器人的控制。
        2工业机器人控制系统的主要功能
        2.1示教再现功能
        在机器人的控制过程中需要采取示教再现这项技术,技术人员可以在安排机器人完成某些任务之前对机器人进行示范教学。示范教学再现的方式有很多,但目的都是培养机器人的技能,机器人将示范教学再现的内容转化为内部的知识和能力,进而帮助机器人更快更好地完成工作任务。
        2.2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[2]。
        3工业机器人技术在自动化控制领域的运用
        3.1焊接机器人
        焊接工作现在已经包含了许多个行业的应用制造,其中焊接机器人只要负责的是汽车制造厂的汽车生产。通过设计焊接机器人进行汽车生产工作的进行,能够大大提升汽车的生产制造效率,并且还能够保证焊接步骤变得更加精准、细致。
        3.2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[3]。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。


        3.3检测机器人
        检测机器人能够将生产出来的所有产品进行逐个检查,对于一些零件的形状、质量、密度进行检测之后判断是否符合标准,从而保证制造业的产品制造水平得到保障[4]。
        3.4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[5]。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基于自动生产线的工业机器人技术控制系统
        基于工业机器人的自动生产控制系统,其组成部分如下所述:(1)数据层。在自动生产控制系统之中,数据层扮演的角色尤为关键,数据传输和分析是其主要的功能,其效率与系统运行稳定性存在密切的关联。在实际生产阶段,总线是实现设备和物理层数据交换的主要载体,现阶段,各种先进的总线技术被应用于工业生生产之中,在众多总线技术中,EPA技术的应用较为广泛,究其原因,主要是这种总线,在布置和用线方面较为简单,能够满足自动化生产系统的需求。在应用这项总线技术时,可以对监控网络和DCS系统进行合理运用,以实现对工业机器人动作的实时监控和控制,防止工业机器人在外界因素的影响下,对数据层造成损坏[6]。(2)物理层与数据层相比,其内部构成内容较多,数据采集和数据感知是其最主要的功能。物理层设备都具有开放性的特点,彼此之间可以进行信息的共享,有助于工作人员利用系统,获取所需的信息,并在此基础上,制定解决问题的方案,从而使工业机器人动作的精确度得到保证。(3)在控制系统中,交互平台同样发挥了重要作用,能够对系统运行情况、操作流程进行显示,具有可视化的特点,技术人员可以借助操作平台,对系统状态进行掌握,及时发现和消除安全隐患,使系统运行质量得到保证。
        5工业机器人技术在自动化控制领域中的应用前景
        基于对现代化制造技术自动化的客观要求,我国开始借鉴国外发达国家的技术模式,以更好地将工业机器人应用在其他领域,实现系统技术、产品技术的突破,工业机器人目前已经能够参与多种危险作业,适应高压、高温环境,在医学领域,工业机器人也能够参与骨科矫正、脑外科手术,这类手术对精度要求非常高,仅仅借助医生的判断,难以保证误差的最小化,利用工业机器人则可以解决这一不足,通过仿生机器人的应用,能够完成对各种相关设备的操作[7]。总之,就我国的发展情况来看,工业机器人总体趋势良好,开始朝着低成本、智能化的方向发展,工业机器人的优势显而易见,将其应用在自动化控制中,既减轻了工作人员的工作强度,提高了操作效率,也能够保证人员安全,值得进行大力推广。
        结语
        总体来说,机器人的发展和普及是未来科技社会的必要途径,通过工业机器人数量的增多,以及自动化控制手段的熟练,未来的机器人一定会比现在更加智能,未来的机器人所能肩负起的责任,也远非今天的机器人所能比拟,从工程的完成度、工程的完工速率以及工程开展过程中所出现的意外损失,都会有一个翻天覆地的变化。相信在不远的未来,机器人一定会成为人类生产和生活的有效助力,在人类的生产和生活当中发挥巨大的作用。
        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.
        [4]刘帅.机械设备制造中自动化技术及工业机器人的应用分析[J].南方农机,2019,50(20):170.
        [5]龚洪浪,李丽娜.工业机器人在拖拉机变速箱生产线自动化改造中的应用[J].现代电子技术,2017(20):114-116.
        [6]王素娟,秦琴,屠子美.工业机器人在LCD显示器废弃物自动化拆解流水线中的应用[J].现代电子技术,2019(4):183-186.
        [7]李耀贵,杨斌,刘睿.工业机器人在自动化控制领域的实际应用分析[J].新型工业化,2019(4):69-72.
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