黃日聰 畢占

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519000

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)逐漸呈現(xiàn)出自動(dòng)化的特點(diǎn)，工業(yè)機(jī)器人也在各行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用?；诖?，本文就工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行研究，首先就工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)和功能進(jìn)行概述，然后根據(jù)現(xiàn)實(shí)發(fā)展情況，對(duì)PCL技術(shù)應(yīng)用與各領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)行闡述，從而明確工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代社會(huì)的重要地位，提高其應(yīng)用水平。

1 機(jī)器人簡(jiǎn)介

機(jī)器人是人類最偉大的發(fā)明之一，自20世紀(jì)60年代問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了顯著的效果，應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，目前，已經(jīng)研發(fā)出來(lái)可以下象棋、打掃衛(wèi)生，甚至跳舞的機(jī)器人，可見(jiàn)，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)走向成熟，將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)制造中具有重要的意義，本文的研究具有重要的價(jià)值，可以實(shí)現(xiàn)各種機(jī)器人的實(shí)用化，昭顯了機(jī)器人技術(shù)的燦爛發(fā)展。

2 工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)

工業(yè)機(jī)器人與其他自動(dòng)化控制機(jī)器之間最大的差別在于自由程度高，由于工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)環(huán)節(jié)比較精細(xì)，因此需要對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)，而自由度的數(shù)目對(duì)工業(yè)機(jī)器人的性能而言具有正向線性關(guān)系，也就是說(shuō)工業(yè)機(jī)器人自由度越高，工業(yè)設(shè)計(jì)就越復(fù)雜，而性能就相應(yīng)越好。工業(yè)機(jī)器人需要對(duì)人體的行為進(jìn)行模擬，因此對(duì)動(dòng)力學(xué)、力學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)的設(shè)計(jì)要求較高，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際情況構(gòu)建非線性數(shù)學(xué)模型，模擬機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，最后選出最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)路徑參數(shù)。

3 工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的功能

一個(gè)工業(yè)機(jī)器人往往功能較多，但是運(yùn)動(dòng)控制功能和示教再現(xiàn)是其中最為顯著的2種功能。通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，可以使工業(yè)機(jī)器人操作器的速度和位置、姿態(tài)發(fā)生改變；通過(guò)示教再現(xiàn)這個(gè)功能，把動(dòng)作信息和操作位置等信息傳達(dá)給機(jī)器人，機(jī)器人借助記憶系統(tǒng)，可以將這些信息進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)機(jī)器人下一次接到指令的時(shí)候，就可以根據(jù)已記憶存儲(chǔ)的內(nèi)容自動(dòng)進(jìn)行各種操作。工業(yè)機(jī)器人最早是被應(yīng)用于汽車制造行業(yè)，后來(lái)隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的完善，相關(guān)技術(shù)開(kāi)始與其他生產(chǎn)方式結(jié)合起來(lái)。目前，工業(yè)機(jī)器人在一些高危險(xiǎn)作業(yè)中，能夠替代人工勞動(dòng)，不僅加快了工作的效率，還降低了危險(xiǎn)事故發(fā)生的可能性。但是，因工業(yè)機(jī)器人的普及和大范圍使用，也給社會(huì)發(fā)展發(fā)展造成了一定的困擾。如何解決機(jī)器人與人工作業(yè)之間的關(guān)系，兼顧好兩者的特點(diǎn)，就成為了研究的重點(diǎn)。當(dāng)前，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到了生產(chǎn)、生活的各個(gè)角落，比如，焊接機(jī)器人、檢測(cè)機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、噴漆和噴涂機(jī)器人、裝配機(jī)器人就是工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)中的典型應(yīng)用。其中，焊接機(jī)器人主要用于對(duì)車身結(jié)果進(jìn)行焊接；檢測(cè)機(jī)器人能夠?qū)α悴考某叽邕M(jìn)行確定，對(duì)零部件的質(zhì)量進(jìn)行把握，有的甚至還能夠?qū)α悴考?shí)現(xiàn)自動(dòng)分類，大大降低了工人的工作量；材料搬運(yùn)機(jī)器人在搬運(yùn)工作中起著重要作用，不僅能夠裝貨和卸貨，還能夠抓取零件、堆垛等；噴漆和噴涂機(jī)器人自由度的數(shù)量往往要大于5，這是由這種作業(yè)對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作要求所決定的。

4 工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

4.1 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)目前對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，通過(guò)和國(guó)外對(duì)比依然是具有較大的差距，這點(diǎn)主要是因?yàn)槲覈?guó)工業(yè)機(jī)器人的起步較晚存在聯(lián)系，當(dāng)今雖然是我國(guó)工業(yè)機(jī)器人在技術(shù)方面取得一定的成就，但是對(duì)于一些核心的技術(shù)而言，并沒(méi)有掌握，我國(guó)真正的知識(shí)產(chǎn)權(quán)工業(yè)機(jī)器人也不是很多，總而言之，目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)水平并不是很高，具體一點(diǎn)便是因?yàn)樵谥圃旌脱b配上面。因?yàn)槲覈?guó)的零部件精密程度和世界先進(jìn)國(guó)家對(duì)比必然是存在差距，雖然是在關(guān)鍵技術(shù)和裝配方面取得了一定成績(jī)，但是這些突破和國(guó)外進(jìn)行對(duì)比依然是存在較大的差距，這點(diǎn)需要引起重視。

4.2 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的領(lǐng)域

起初工業(yè)機(jī)器人在制造汽車行業(yè)進(jìn)行應(yīng)用，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)都在快速地發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)也在不斷地發(fā)展和進(jìn)步，很大程度地提升了工業(yè)機(jī)器人的功能，應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)模不斷地?cái)U(kuò)大。工業(yè)機(jī)器人在常規(guī)的環(huán)境下，能夠?qū)⒐と俗鳂I(yè)進(jìn)行替代，針對(duì)于高溫、高危險(xiǎn)、高強(qiáng)度、高污染等惡劣環(huán)境，工業(yè)機(jī)器人更能夠?qū)⑵渥饔贸浞值匕l(fā)揮出來(lái)。有些工作環(huán)境比較惡劣，有效運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人，能夠代替人工進(jìn)行繁重且重復(fù)性比較高的作業(yè)，既能夠?qū)⒐と说娜松戆踩靡员ＷC，又能夠?qū)⑵髽I(yè)生產(chǎn)效率有效地提升。工業(yè)機(jī)器人具有很多的優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域中，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用，無(wú)論在特殊工作場(chǎng)合和惡劣的工作環(huán)境，還是高危工作等相關(guān)的方面，工業(yè)機(jī)器人都能夠?qū)?yōu)點(diǎn)充分地發(fā)揮出來(lái)。

5 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和智能化

智能化是工業(yè)機(jī)器人的主要發(fā)展方向，它能夠更好彰顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)，讓工業(yè)機(jī)器發(fā)揮應(yīng)有的作用。因此，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的智能化。工業(yè)機(jī)器人的智能化需要注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題，第一，利用神經(jīng)元與模糊控制等智能化策略進(jìn)行控制，在此基礎(chǔ)上利用被控制對(duì)象模擬性不強(qiáng)的特點(diǎn)解決復(fù)雜性問(wèn)題，是智能化的最低層次，也是智能化發(fā)展的初步目標(biāo)。第二，通過(guò)程序設(shè)計(jì)，使機(jī)器人具備與人類類似的問(wèn)題解決能力以及邏輯推理能力，實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)環(huán)境的自主解決，盡可能的讓機(jī)器人也能夠適應(yīng)環(huán)境特點(diǎn)，及時(shí)的做出反應(yīng)，判斷危險(xiǎn)發(fā)生的條件，從而向更高層次智能化方向延展。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中應(yīng)用的研究是非常必要的。本文主要對(duì)工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)和功能進(jìn)行介紹，然后闡述工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。研究可得，工業(yè)機(jī)器人可以在高溫、高危、有毒等惡劣環(huán)境下替代人力作業(yè)，不僅提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，而且能夠避免安全事故的發(fā)生，具有極高的現(xiàn)實(shí)意義。希望本文可以為研究工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中應(yīng)用的相關(guān)人員提供參考。