裴旭輝 王栓義 楊波 班嵐

摘要：機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用是我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平提升的重要表現(xiàn)，現(xiàn)階段機(jī)器人種類(lèi)有許多，在汽車(chē)車(chē)體焊接搬運(yùn)等流程中有著重要應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人在我們的生活中有著重要的應(yīng)用，可代替人類(lèi)在有毒、高溫、危險(xiǎn)、惡劣的工作環(huán)境中高精度完成指定工作任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用主要是基于對(duì)各種學(xué)科知識(shí)以及多種先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)眾多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用，在一些重復(fù)程度較高的工作應(yīng)用中效果極其突出。但是，我們要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究，從而創(chuàng)造更高的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 自動(dòng)化控制 應(yīng)用研究

引言

我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人研究方面投入大量精力，工業(yè)機(jī)器人研究和應(yīng)用水平也得到了有效的提升，但是與其他國(guó)家相比還存在許多不足，這主要是因?yàn)槠溟_(kāi)始研發(fā)時(shí)間比較晚，在實(shí)際應(yīng)用方面缺乏一定經(jīng)驗(yàn)。然而，近年來(lái)，在工業(yè)機(jī)器人研發(fā)方面突破許多技術(shù)瓶頸問(wèn)題，特別是在隧道掘進(jìn)機(jī)器人以及相關(guān)的裝配自動(dòng)化機(jī)器人研發(fā)方面，但在高精密部件生產(chǎn)制造中仍處于劣勢(shì)。

1 在自動(dòng)控制方面的應(yīng)用特點(diǎn)及功能

1.1應(yīng)用特點(diǎn)

工業(yè)機(jī)器人可代替人類(lèi)在有毒、高溫、危險(xiǎn)、惡劣的工作環(huán)境中高精度完成指定工作任務(wù)，其最為主要的特點(diǎn)是具有多自由度和多關(guān)節(jié)機(jī)械手，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中能夠高精度完成普通人難以完成的工作任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人通常需面對(duì)復(fù)雜的工作任務(wù)和工作條件，所以需要較多的自由度完成相關(guān)的工作。工業(yè)機(jī)器人可以將自由度組成多變量控制系統(tǒng)，在一定程度上具有良好的控制性能。在多個(gè)坐標(biāo)的條件下可通過(guò)對(duì)手足狀態(tài)描述高效完成坐標(biāo)變換。工業(yè)機(jī)器人通常需要面對(duì)各種復(fù)雜的工作條件，所以其控制系統(tǒng)較為發(fā)達(dá)和先進(jìn)，而且通常與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)有著緊密的聯(lián)系。自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)往往基于對(duì)一些先進(jìn)的信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合性應(yīng)用，可通過(guò)對(duì)相關(guān)程序的編程而實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人按照設(shè)定程序運(yùn)行并自動(dòng)完成相關(guān)的工作。

1.2應(yīng)用功能

工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用通常需要滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的各種要求，所要完成的工作任務(wù)種類(lèi)較多，因此工業(yè)機(jī)器人功能較為廣泛，其中主要包括兩項(xiàng)功能，分別是示教再現(xiàn)功能、運(yùn)動(dòng)控制功能。在工業(yè)機(jī)器人中通常具有完善了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其作用主要是促使操作器完成相關(guān)動(dòng)作改變姿態(tài)，從而完成相關(guān)工作任務(wù);工業(yè)機(jī)器人的示教再現(xiàn)功能在一定程度上能夠?qū)⑾嚓P(guān)的操作位置信息、動(dòng)作信息等其他的重要信息傳輸?shù)綑C(jī)器人，這些信息通常會(huì)得到有效的存儲(chǔ)，主要是依賴(lài)于其記憶系統(tǒng)。機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中如果接到相關(guān)指令則可以通過(guò)相關(guān)的記憶數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完成各項(xiàng)操作。工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)通常有著重要的應(yīng)用，人類(lèi)無(wú)法在高溫或者是高危環(huán)境中高效完成危險(xiǎn)的工作任務(wù)，但是工業(yè)機(jī)器人則可以代替人工操作完成高危工作，特別是在重復(fù)性作業(yè)和體力消耗量較大的作業(yè)環(huán)境中，從而為工人提供了重要的安全保障，與人工作業(yè)方式相比，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為顯著，尤其是在自動(dòng)化生產(chǎn)方面的應(yīng)用。

2 控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其控制方式分析

2.1控制系統(tǒng)的構(gòu)成及作用

工業(yè)機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中往往是通過(guò)控制系統(tǒng)完成相關(guān)的控制工作，促使工業(yè)機(jī)器人完成相關(guān)的工作任務(wù)，工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)控制、示教盒、傳感器接口、軸控制器、輔助設(shè)備控制等其它部分構(gòu)成。首先，計(jì)算機(jī)控制主要完成工業(yè)機(jī)器人的調(diào)度和指揮，主要體現(xiàn)在微處理器和微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用;示教盒是工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)中的重要機(jī)構(gòu)，能夠高效完成相關(guān)參數(shù)的有效設(shè)定，而且能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互操作等其他重要的任務(wù)，主要由相關(guān)的存儲(chǔ)單元和獨(dú)立CPU構(gòu)成，在實(shí)際應(yīng)用中主要采用的是串行通信方式，通過(guò)這種方式能夠高效完成計(jì)算機(jī)信息交互;傳感器接口在工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是負(fù)責(zé)信息質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)其進(jìn)行柔順控制，在這方面所采用的傳感器通常主要有視覺(jué)、力覺(jué)和觸覺(jué)三種;在工業(yè)機(jī)器人中通常有許多關(guān)節(jié)，然而通過(guò)軸控制器可實(shí)現(xiàn)其關(guān)節(jié)位置、加速度、速度的準(zhǔn)確控制;最后，輔助設(shè)備控制主要負(fù)責(zé)相關(guān)的輔助設(shè)備的控制工作。

2.2控制方式

由于各種工業(yè)項(xiàng)目對(duì)于工業(yè)機(jī)器人有著不同的要求，不同工作任務(wù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人使用也有著不同的要求，為促使工業(yè)機(jī)器人能夠更好的應(yīng)用，那么則需要根據(jù)不同工作任務(wù)采取不同的控制方式。工業(yè)機(jī)器人控制方式通常主要有點(diǎn)位控制方式、連續(xù)軌跡控制方式、力控制方式以及智能控制方式。首先，點(diǎn)位控制方式適用對(duì)象主要是末端執(zhí)行器，通常情況下在一些規(guī)定離散點(diǎn)上位姿完成相關(guān)的控制工作，促使其穩(wěn)定相鄰各點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡并沒(méi)有明確規(guī)定要求;連續(xù)軌跡控制方式適用對(duì)象同樣是末端執(zhí)行器，主要是對(duì)機(jī)器人的位姿連續(xù)控制，促使機(jī)器人嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)計(jì)的軌跡和速度運(yùn)行，對(duì)機(jī)器人運(yùn)行的精確性有著嚴(yán)格要求，這種控制方式促使工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行速度、軌跡以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效控制;力控制方式通常主要體現(xiàn)在裝配物體方面，這種控制方式對(duì)工業(yè)機(jī)器人的定位準(zhǔn)確性有著較高的要求，而且采用的力和力矩需要在合理范圍內(nèi);智能控制方式主要是通過(guò)對(duì)傳感器的有效應(yīng)用，能夠促使工業(yè)機(jī)器人及時(shí)感知周邊情況，并依據(jù)知識(shí)庫(kù)完成相關(guān)決策的執(zhí)行，現(xiàn)階段我國(guó)智能控制技術(shù)水平在不斷的提升，這種控制方式在一定程度上能夠有效提升工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)能力和自我學(xué)習(xí)能力。

3 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人在我們的生活中有著重要的應(yīng)用，可代替人類(lèi)在有毒、高溫、危險(xiǎn)、惡劣的工作環(huán)境中高精度完成指定工作任務(wù)。首先，在工業(yè)領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在焊接、檢測(cè)、材料搬運(yùn)等方面。在焊接方面主要是完成重量巨大器件的焊接，在檢測(cè)方面通常體現(xiàn)在紫外線(xiàn)、微波的檢測(cè)任務(wù)，在材料搬運(yùn)方面主要是代替人類(lèi)完成枯燥乏味重復(fù)性的搬運(yùn)工作。除此之外，工業(yè)機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域和服務(wù)行業(yè)中也有著重要的應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，工業(yè)機(jī)器人特點(diǎn)主要是具有較多的關(guān)節(jié)機(jī)械手和多自由度，主要有運(yùn)動(dòng)控制功能和示教再現(xiàn)功能，在工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域以及服務(wù)行業(yè)有著重要的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]張冬梅.工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].農(nóng)家參謀，2018，24：280.

[2]左培良，鄧先智，王建平.工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2019，09：212-214.

[3]蔡濟(jì)云.工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].科技與創(chuàng)新，2018，01：144-145.

[4]卞青瀾.工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2018，09：166-167.