魏炳哲 于 磊 王萬(wàn)里

（中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)有限公司，吉林 長(zhǎng)春130000）

工業(yè)是國(guó)家發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，其涉及到的領(lǐng)域廣泛，受到人們的廣泛關(guān)注。高新技術(shù)快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在高新技術(shù)領(lǐng)域中被寄予了較高的期望，國(guó)家的各項(xiàng)政策也提供了優(yōu)厚的待遇，工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中也占據(jù)越來(lái)越重要的成分。工業(yè)機(jī)器人所完成的工作越來(lái)越復(fù)雜，工業(yè)機(jī)器人的制造也涉及到很多知識(shí)的應(yīng)用，但是目前我國(guó)工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用程度并不是很高，還有很多方面待開(kāi)發(fā)與待完善。

1 工業(yè)機(jī)器人概述

1.1 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)工業(yè)起步較發(fā)達(dá)國(guó)家要晚，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究也是近十幾年剛開(kāi)始進(jìn)行深入研究，一直以來(lái)我國(guó)的很多工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù)是引用的外國(guó)先進(jìn)設(shè)計(jì)成品，進(jìn)行自主加工制造完成的。我國(guó)工業(yè)制造缺少的是高新技術(shù)型與設(shè)計(jì)型人才，在具體的零件制造上具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是在裝配技術(shù)以及工業(yè)機(jī)器人研發(fā)等方面勢(shì)力較為薄弱，存在很大的提升空間。就我國(guó)的裝配技術(shù)來(lái)說(shuō)，其較為簡(jiǎn)陋，一般中小型公司都無(wú)法進(jìn)行精密度高的裝配工作，但是裝配技術(shù)是影響工業(yè)機(jī)器人使用性能以及其他各種性能的重要部分，工業(yè)機(jī)器人的從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)完成之間的每一步都是極為重要的，稍加不慎工業(yè)機(jī)器人就無(wú)法良好的使用效果。

1.2 工業(yè)機(jī)器人的控制特點(diǎn)

工業(yè)機(jī)器人的所有工作指令都是由程序設(shè)定的，工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)之前所有的工作都是由人來(lái)完成的，因此這些指令實(shí)際上是在模仿人的動(dòng)作，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的良好控制并完成想要的效果。因此，工業(yè)機(jī)器人必然具備的三個(gè)控制特點(diǎn)分別是運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)、操作模式與計(jì)算機(jī)控制。運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)是指機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要按照運(yùn)動(dòng)學(xué)定理進(jìn)行控制，工業(yè)機(jī)器人想要完成一套完整的動(dòng)作，具有嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)設(shè)置是必然的；操作模式是指工業(yè)機(jī)器人可以完成多種操作方式，每一種操作方式都是按照操作模式進(jìn)行的，從而配套的多種指令能夠良好完成；計(jì)算機(jī)控制是保證工業(yè)機(jī)器人按照指令完成操作的基礎(chǔ)，工業(yè)機(jī)器人需要嚴(yán)格按照代碼工作；

1.3 工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)

工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)分為兩大方面介紹，一方面是結(jié)構(gòu)，另一方面是功能。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要為三大部分，分別是主體、控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主體指的是工業(yè)機(jī)器人的操作部分，具體包括手部、腕部與臂部，其中手部是依據(jù)具體需要設(shè)計(jì)的，一般依據(jù)需要設(shè)計(jì)成三指或四指；控制系統(tǒng)指的是對(duì)主體部分進(jìn)行控制的系統(tǒng)，例如開(kāi)機(jī)、停機(jī)、運(yùn)行等；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以驅(qū)動(dòng)主體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的動(dòng)力機(jī)構(gòu)的主要部分，還包括一些驅(qū)動(dòng)主體運(yùn)動(dòng)的附件部分。工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)主要包括三個(gè)功能，一是再現(xiàn)，工作人員在操作工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)中輸入相關(guān)指令，保證工業(yè)機(jī)器人可以將工作人員想要的操作進(jìn)行再現(xiàn)；二是計(jì)算，獲取工業(yè)機(jī)器人再現(xiàn)的操作的數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而得到調(diào)整工業(yè)機(jī)器人操作得依據(jù)，可以對(duì)工業(yè)機(jī)器人操作進(jìn)行再制定，盡可能保證充分發(fā)揮工業(yè)機(jī)器人的作用；三是運(yùn)動(dòng)控制，通過(guò)設(shè)定工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，運(yùn)動(dòng)速度，以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中工業(yè)機(jī)器人的姿勢(shì)等，保證工業(yè)機(jī)器人能夠完成相關(guān)的工作。

2 目前工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的具體應(yīng)用

2.1 裝配工作

工業(yè)機(jī)器人裝配在現(xiàn)在汽車(chē)制造行業(yè)占據(jù)著重要的位置，裝配技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，要依據(jù)不同的汽車(chē)要求進(jìn)行調(diào)整，這就要求一些智能化程度較高的工業(yè)機(jī)器人有多套操作模式，保證能夠滿足幾種汽車(chē)裝配要求。要保證能夠工業(yè)機(jī)器人的質(zhì)量、相率、強(qiáng)度等能夠滿足裝配運(yùn)作，通過(guò)合理的程序設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)控制，可以提高工業(yè)機(jī)器人的柔韌性，從而完成相關(guān)操作工作，使工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用想過(guò)顯著提高。

2.2 檢測(cè)工作

工業(yè)機(jī)器人的檢測(cè)主要依據(jù)視覺(jué)傳感器與測(cè)量控制系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人通過(guò)視覺(jué)傳感器獲得汽車(chē)相關(guān)的圖像信息，經(jīng)過(guò)計(jì)算與分析獲得其尺寸信息，然后與設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行比較，能夠快速直觀的獲得相關(guān) 數(shù)據(jù)，從而檢測(cè)汽車(chē)各部分尺寸是否合格，顯著提升了汽車(chē)合格率，也為工業(yè)機(jī)器人其他操作的改進(jìn)提供依據(jù)。

2.3 搬運(yùn)工作

工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)工作，能夠有效減少人力的消耗，尤其是大型工件，依靠人力進(jìn)行搬運(yùn)很難完成，即使可以完成工作效率也是極低的，但是工業(yè)機(jī)器人在搬運(yùn)工作方面的運(yùn)用有效解決掉了這個(gè)問(wèn)題，為汽車(chē)制造與裝配奠定了基礎(chǔ)。運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)工作不是一步完成的，要依據(jù)工業(yè)機(jī)器人的搬運(yùn)效率與完成效果不斷地進(jìn)行調(diào)整與改進(jìn)，以滿足汽車(chē)制造行業(yè)不斷提高的發(fā)展需求。

2.4 焊接工作

利用工業(yè)機(jī)器人完成焊接工作具有諸多便利，首先，焊接時(shí)一項(xiàng)較為復(fù)雜工作，并且對(duì)人體是有一定傷害的；其次，汽車(chē)制造過(guò)程中一些特殊部位的焊接是無(wú)法通過(guò)人工焊接完成的，因此，采用工業(yè)機(jī)器人完成焊接工作是必要的；最后，工業(yè)機(jī)器人能夠更加準(zhǔn)確的完成焊接工作，有效提高汽車(chē)焊接的精準(zhǔn)度與速度。

2.5 噴涂工作

噴涂工作是汽車(chē)制造必要的一項(xiàng)技術(shù)，借助工業(yè)機(jī)器人能夠更好的實(shí)現(xiàn)噴涂效果，噴涂主要是為了提升汽車(chē)的外在形象，使汽車(chē)的外觀更加精致。在噴涂過(guò)程中要求操作準(zhǔn)確，噴涂均勻，但是人工噴涂會(huì)搜到各種因素的影響無(wú)法完美的完成這項(xiàng)工作，但是工業(yè)機(jī)器人通過(guò)運(yùn)動(dòng)軌跡與噴涂參數(shù)的設(shè)定可以穩(wěn)步完成噴涂工作。但是想要工業(yè)機(jī)器人良好的完成噴涂工作要注意一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，例如工業(yè)機(jī)器人如何進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，才能保證噴涂的均勻性；噴涂參數(shù)如何設(shè)置才能保證將汽車(chē)進(jìn)行完美的噴涂又不浪費(fèi)材料等。

3 未來(lái)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的發(fā)展方向

3.1 適應(yīng)更加惡劣的使用環(huán)境

由于在一些惡劣的環(huán)境中，工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)部件可能會(huì)受到影響而無(wú)法完成工作，但是這種條件下也不能強(qiáng)行由人工完成，對(duì)人體造成一定的損傷甚至危害到人的生命，因此，提高工業(yè)機(jī)器人是一個(gè)惡劣使用環(huán)境的能力是必不可少的，這不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作需要相關(guān)的工作人員不斷進(jìn)行試驗(yàn)與修改，在試驗(yàn)過(guò)程中，工作人員要注意惡劣環(huán)境一些條件的細(xì)微變化，通過(guò)試驗(yàn)與調(diào)整保證工業(yè)機(jī)器人可以依據(jù)環(huán)境條件的改變自行完成一些簡(jiǎn)單的調(diào)整。

3.2 仿生工業(yè)機(jī)器人的研究

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)仿生工業(yè)機(jī)器人要比普通的工業(yè)機(jī)器人更加高端，能夠完成的工作更加復(fù)雜，但是相應(yīng)的由于其需要進(jìn)行的設(shè)定更加復(fù)雜，首先需要完成人類思維的模擬，一般的工業(yè)機(jī)器人只需要依據(jù)特定的指令完成操作，但是仿生工業(yè)機(jī)器人可以通過(guò)模擬人類思維，自主進(jìn)行相關(guān)操作，其活動(dòng)更加靈活，能夠完成的工作范圍也更加廣泛，并且通過(guò)強(qiáng)化放生工業(yè)機(jī)器人的制作材料以及線管技術(shù)等，還可以進(jìn)一步提高仿生工業(yè)機(jī)器人的性能。

4 結(jié)論

我國(guó)工業(yè)整體的快速發(fā)展有效帶動(dòng)了汽車(chē)制造業(yè)的進(jìn)步，汽車(chē)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)也不斷增加，工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造行業(yè)的所占據(jù)的位置也越來(lái)越重要，越來(lái)越多的應(yīng)用到汽車(chē)制造的各項(xiàng)工作，加深工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的研究對(duì)于汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展具有重要意義，其可以有效的縮短汽車(chē)的生產(chǎn)周期，同時(shí)也能夠解放勞動(dòng)力，提高汽車(chē)制造的質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)汽車(chē)制造成本控制，為汽車(chē)行業(yè)進(jìn)行更加高端的發(fā)展提供了有效的作用。