林明昆

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷成熟與發(fā)展，各行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營水平有了明顯的進(jìn)步和提升，在工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用下更是為各行業(yè)的未來發(fā)展提供了新的思路。區(qū)別于傳統(tǒng)的控制理論，工業(yè)機(jī)器人的智能化、自動(dòng)化、信息化要求更高于傳統(tǒng)的控制技術(shù)并能服務(wù)于現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)制造。因此，本文通過對(duì)智能控制技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出智能控制技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的實(shí)際應(yīng)用措施，為工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)技術(shù)水平的提升提供一定的參考。

關(guān)鍵詞 智能控制;工業(yè)機(jī)器人;應(yīng)用

前言

工業(yè)機(jī)器人是機(jī)械制造業(yè)未來發(fā)展的重要方向，工業(yè)機(jī)器人能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工進(jìn)行高精度、高效率的生產(chǎn)制造并能根據(jù)機(jī)械廠生產(chǎn)制造特點(diǎn)進(jìn)行一定的個(gè)性化定制從而實(shí)現(xiàn)大批量、多種類的機(jī)械加工生產(chǎn)。但由于工業(yè)機(jī)器人的控制操作依賴于機(jī)械工程師預(yù)先的計(jì)算機(jī)算法指令編寫，這使得工業(yè)機(jī)器人在新的零件種類生產(chǎn)前需要進(jìn)行大量的調(diào)試工作，這為工業(yè)機(jī)器人的全面投入使用造成了極大的阻礙。而通過對(duì)智能控制技術(shù)的應(yīng)用來優(yōu)化提升工業(yè)機(jī)器人的控制性能，使其能夠更好地服務(wù)于現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)加工[1]。

1智能控制技術(shù)特點(diǎn)分析

1.1 自適應(yīng)性

智能控制技術(shù)的自適應(yīng)性主要體現(xiàn)在非線性控制系統(tǒng)上，智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)機(jī)器人傳感器對(duì)相關(guān)信息參數(shù)的接收再通過調(diào)節(jié)控制、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、可視化辨識(shí)和技術(shù)修正四個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)整處理即可完成對(duì)控制指令的智能化編程。智能控制技術(shù)的自適應(yīng)特點(diǎn)能夠有效提高工業(yè)機(jī)器人的工作生產(chǎn)質(zhì)量，并能通過對(duì)生產(chǎn)全過程的監(jiān)督及時(shí)發(fā)送修正指令對(duì)機(jī)器人的生產(chǎn)操作進(jìn)行調(diào)整在全局化的控制操作下將有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工參數(shù)調(diào)整工作促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的高效運(yùn)行。

1.2 模糊控制

模糊控制是智能控制技術(shù)最為突出的特點(diǎn)，控制系統(tǒng)能夠有效接收和識(shí)別用戶的指令或語言再由相應(yīng)的算法程序轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語言，并通過仿真模擬軟件將機(jī)器人生產(chǎn)加工過程展現(xiàn)給用戶以確保達(dá)到用戶的期望指標(biāo)。模糊控制的高度智能化特點(diǎn)極大地減緩了傳統(tǒng)人工對(duì)工業(yè)機(jī)器人的操作方式，控制系統(tǒng)的語言識(shí)別、專家組分析、指令編寫程序等應(yīng)用功能更是實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人多元化的控制操作。

1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是智能控制技術(shù)近年來發(fā)展創(chuàng)新的主要方向，具有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制器能夠仿照人類大腦神經(jīng)元認(rèn)知機(jī)理實(shí)現(xiàn)分布式處理、機(jī)器自主學(xué)習(xí)、容錯(cuò)力等應(yīng)用功能，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)還能夠?qū)ιa(chǎn)加工信息指令進(jìn)行一定的分析、處理并儲(chǔ)存到控制系統(tǒng)之中，在接收到同類信息時(shí)即可進(jìn)行調(diào)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分布式信息存儲(chǔ)方式可實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)和推理同步進(jìn)行，這意味著工業(yè)機(jī)器人能夠加工一些更為復(fù)雜、非線性的機(jī)械零件。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有較高的容錯(cuò)力可以利用自身的算法程序?qū)τ脩舻牟僮髦噶钸M(jìn)行一定的優(yōu)化，減少實(shí)際生產(chǎn)過程中多余的工藝步驟和避免撞車、毀刀等事故發(fā)生[2]。

2智能控制技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用措施

2.1 工業(yè)機(jī)器人的視覺伺服控制

工業(yè)機(jī)器人在對(duì)零件加工前需要對(duì)零件進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，從而確保后續(xù)的生產(chǎn)過程中不會(huì)對(duì)機(jī)器手臂或加工零件造成損壞。對(duì)于零件的定位依賴于工業(yè)機(jī)器人的視覺伺服控制系統(tǒng)，通過將智能控制技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的伺服控制系統(tǒng)中將進(jìn)一步提高工業(yè)機(jī)器人的加工精度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)力可以對(duì)機(jī)器手臂末端攝像頭接收到的實(shí)時(shí)加工信息來對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行微調(diào)進(jìn)而彌補(bǔ)機(jī)器人加工過程中出現(xiàn)震顫而導(dǎo)致零件精度受到影響。另一方面，在機(jī)器人視覺伺服控制系統(tǒng)中加入智能化控制算法可以在對(duì)零件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的定位追蹤，優(yōu)化傳統(tǒng)靜態(tài)定位圖像生成時(shí)產(chǎn)生的冗余變量。

2.2 運(yùn)動(dòng)規(guī)劃控制應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人的高效加工體現(xiàn)在流程化和一體化兩個(gè)方面，區(qū)別于傳統(tǒng)人工的加工生產(chǎn)方式，通過對(duì)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑、速度、加工步驟等給予相應(yīng)的程序指令一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人即可完成需要多人才能完成的加工工藝，這要求工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃控制必須科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)避免機(jī)器人在運(yùn)行過程中出現(xiàn)撞車的情況。通過在工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃控制中引入智能控制技術(shù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對(duì)零件加工過程進(jìn)行分布式處理，進(jìn)而合理規(guī)劃出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑和相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。同時(shí)利用智能控制技術(shù)的自適應(yīng)性特點(diǎn)還能制定機(jī)器人的優(yōu)先級(jí)操作指令使得插入操作指令能夠與先前運(yùn)動(dòng)規(guī)劃指令相協(xié)調(diào)。智能控制技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃控制中的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)機(jī)器人多元化的加工生產(chǎn)。

2.3 操作指令優(yōu)化應(yīng)用

通常而言工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)加工指令是由機(jī)械工程師利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)加工零件進(jìn)行三維建模后根據(jù)機(jī)器人加工刀具、材料性能、技術(shù)要求等特點(diǎn)進(jìn)行的操作指令自動(dòng)化生成，但由于建模精度、加工參數(shù)等對(duì)操作指令的生成具有一定影響，工業(yè)機(jī)器人還需要通過不斷的仿真模擬和調(diào)試后才能實(shí)施加工生產(chǎn)操作。而在對(duì)智能化控制技術(shù)的應(yīng)用下，傳統(tǒng)人工的調(diào)試工作將由控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行，控制系統(tǒng)將調(diào)用工業(yè)機(jī)器人的專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理后即可對(duì)計(jì)算機(jī)軟件編寫的操作指令進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。利用智能化控制技術(shù)的模糊控制特點(diǎn)還能極大減少人工建模的工作，對(duì)于一些易于加工或能夠從數(shù)據(jù)庫直接調(diào)用的零件操作人員可以通過語音或編碼指令的方式直接控制機(jī)器人開始加工生產(chǎn)。智能控制技術(shù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人操作指令的優(yōu)化作用能夠有效提高加工生產(chǎn)效率及為機(jī)器人加工過程提供可靠保障[3]。

3結(jié)束語

綜上所述，工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械制造業(yè)的廣泛推廣和應(yīng)用將促使機(jī)械制造水平的全面提升，工業(yè)機(jī)器人是現(xiàn)代科技的結(jié)晶，但現(xiàn)階段的工業(yè)機(jī)器人在實(shí)際使用過程中仍存在著一定的不足和問題，工業(yè)機(jī)器人高度智能化、自動(dòng)化、信息化功能的實(shí)現(xiàn)需要引入智能控制技術(shù)。在智能控制技術(shù)的自適應(yīng)性、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制特點(diǎn)下將有效提高工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)過程中的安全性，促使工業(yè)機(jī)器人朝向智能化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 譚慶吉.淺談機(jī)電一體化系統(tǒng)中智能控制的應(yīng)用[J].中國科技投資，2017，（22）：388.

[2] 袁國偉.淺談工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇（下半月），2013，（4）：64-65.

[3] 楊建軍.智能視覺系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人碼垛系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].數(shù)碼世界，2018，（9）：27.