仲皓
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摘要：工业机器人现在已经被广泛的应用到众多领域中，例如工业生产、航空航天等，对于特殊生产环境有着更高的适应性。就工业机器人的电气控制应用进行分析，需要了解其结构组成，总结其分类情况，判断可应用方向，并做好电气控制系统各部分研究设计，以此来保证工业机器人技术的优势得以全面发挥
关键词：工业机器人技术；电气控制；运用
1导言
工业机器人主要是指工业行业中从事相关生产、运输、存储等的智能机器助手，而其电气控制系统是掌控和命令工业机器人的核心程序。电气控制系统的完善和健全是保障工业机器人稳定工作的关键，同时也是提高工业行业生产质量和效率的重点，但电气控制系统设计复杂而又困难，是工业领域中必须要攻克的一大重难点。
2工业机器人技术分析
工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。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。
3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。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。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。
4工业机器人技术在电气控制中的运用分析
4.1电气日常操作
电气设备如果操作不当，不仅会对生产效率产生影响，甚至还会产生安全事故，产生重大的经济损失。为加强对电气设备规范化操作的管理，各工业企业均采取了系列措施，积极应用电气自动化技术，实现对电气设备的自动化与智能化管理。面对系统复杂、电气设备繁多的情况，应用工业机器人技术，可以简化电气设备的操作流程，应用鼠标与键盘便可完成断路器与电动隔离开关的控制，以及还可以根据需求调整励磁电流。通过控制系统来掌握电气设备的运行情况，根据所获得的信息来为日常管理提供支持，制定科学可靠的管理方法，有效的来应对复杂的日场操作需求，节省电气系统控制时间，保持更高的控制效率。相比以往所用控制方法，在工业机器人技术的支持下，进一步减少了人工成本，劳动强度也大大降低。
4.2工业机器人电气控制系统
上位计算机、运动控制器、驱动系统、电动机、命令执行机构等是构成工业机器人电气控制系统的主要构件，但最重要的是计算机操控系统，也就是微型机、微处理器构成的调度指挥程序，这只保障成功操作机器人作业的关键。而工业机器人的工作轨迹和工作参数设定则是示教盒完成的，同时示教盒还承担着人机交换操作的重任，它有着独立的CPU处理中心和存储单元，能保证实现与核心控制计算机之间的新信息交换和交流，确保串行通信实现高效率完成操作指令。除此之外，电动机是工业机器人实现动能操作的重点，其主要构成是进步电机、直流伺服电机或交流伺服电机。其中进步电机能充分实现电脉冲信号的有效变换，促进转换成相应的角位移或者直线位移执行元件，其结构简单、维护便捷、可靠性高；而直流伺服电机最大的特点是控制功率损耗小、启动与制动效率高；但交流伺服电机与前两个不同，它主要是工作范围大、电机体积和重量小，在工作中更好移动和养护。
4.3故障诊断应用
电气设备运行经常会因为外部因素的干扰而产生异常，一旦无法在短时间内完成故障诊断与定位，必定会影响整个电气系统的运行状态，产生更大的危害和损失。工业机器人技术在电气控制中的应用，可以对设备的各类数据信息进行采集与处理，并且在功能逐渐完善的情况下，还可以完成部分数据的存储。这样就可以通过工业机器人技术的应用，来进一步简化电气系统故障诊断的过程，更精准的定位故障位置，分析判断故障发生原因，然后在此基础上采取有效措施解决应对，确保电气系统可以及时恢复正常运行，满足生产要求。
结束语
总之，工业机器人技术的不断更新发展，对提高电气控制效率具有重要意义，通过对电气设备操作、自动控制流程简化以及故障诊断等方面的应用优化，为高效生产提供可靠支持。
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