繆國平

（無錫技師學(xué)院，江蘇 無錫 214153）

0 引言

工業(yè)發(fā)展是保障國家整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)，只有針對工業(yè)應(yīng)用技術(shù)與機(jī)械設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化革新，才能落實(shí)各項(xiàng)發(fā)展目標(biāo)，使工業(yè)生產(chǎn)模式更加智能化與流程化。工業(yè)機(jī)器人從誕生至今，在我國工業(yè)領(lǐng)域中起到重要的促進(jìn)作用，不僅有效緩解傳統(tǒng)工業(yè)模式下人力勞動(dòng)量大的問題，而且針對生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)收益等方面的指標(biāo)進(jìn)行合理滿足，提升我國工業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展速度。因此，對于工業(yè)機(jī)器人今后的發(fā)展問題而言，一方面要不斷強(qiáng)化自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用深度，進(jìn)一步強(qiáng)化工業(yè)機(jī)器人的使用效率。另一方面要針對各行業(yè)領(lǐng)域中工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用問題開展針對性延伸，這樣才能在各領(lǐng)域中全面推廣自動(dòng)化控制技術(shù)以及工業(yè)機(jī)器人，對社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。

1 自動(dòng)化控制的特點(diǎn)

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用功能主要表現(xiàn)為示教再現(xiàn)與運(yùn)動(dòng)控制，操作人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)要求，對自動(dòng)化控制模式進(jìn)行調(diào)控，當(dāng)生產(chǎn)模式出現(xiàn)各類問題時(shí)，自動(dòng)化控制模式可以及時(shí)做出正確反應(yīng)，從而保證生產(chǎn)活動(dòng)順暢程度。例如，自動(dòng)化控制平臺(tái)會(huì)將操控指令發(fā)送到工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行系統(tǒng)中，機(jī)器人可以根據(jù)預(yù)先制定的程序自動(dòng)作業(yè)，采用這種自動(dòng)化的生產(chǎn)模式，不僅可以降低工業(yè)生產(chǎn)過程中的勞動(dòng)力損耗，還可以避免人員傷亡問題，而且自動(dòng)化控制模式可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，從而科學(xué)提升自動(dòng)化作業(yè)精準(zhǔn)度[1]。

自動(dòng)化控制模式的發(fā)展，可以賦予工業(yè)機(jī)器人更多的運(yùn)行技術(shù)，同時(shí)為保證現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展需求，也要對工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)質(zhì)量提出要求。因此，可以看出工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化控制技術(shù)是相輔相成的關(guān)系，工業(yè)機(jī)器人的大量應(yīng)用，可以減少生產(chǎn)過程中的安全故障問題，并且自動(dòng)化控制模式重視對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的采集與分析，這也可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障問題，從而制定相應(yīng)的防治措施，而且在自動(dòng)化控制平臺(tái)與互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行協(xié)同發(fā)展的過程中，可以使傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式更加數(shù)據(jù)化與規(guī)范化，利用內(nèi)網(wǎng)信息庫來完成機(jī)器人的執(zhí)行決策、管理以及技術(shù)操作[2]。

2 工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 主從式控制

在工業(yè)發(fā)展需求不斷提升的背景下，工業(yè)機(jī)器人的操控系統(tǒng)也需要不斷進(jìn)行優(yōu)化革新，并且根據(jù)實(shí)際應(yīng)用途徑對功能進(jìn)行針對性延伸，這樣才能促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。例如采用主從式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，針對弧焊機(jī)器人的運(yùn)行模式進(jìn)行強(qiáng)化，采用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)分別對機(jī)器人的運(yùn)行數(shù)據(jù)與控制決策負(fù)責(zé)，其中一臺(tái)可以對弧焊機(jī)器人的作業(yè)情況進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，并且對正常作業(yè)參數(shù)進(jìn)行對比分析，另一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以幫助控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，利用多余的內(nèi)存與CPU建立有效連接，以此來促進(jìn)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的耦合作業(yè)程度[3]。

2.2 集中控制

集中控制模式主要針對工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管控，并且采用一臺(tái)計(jì)算機(jī)對全部工作措施進(jìn)行調(diào)控。由于將數(shù)據(jù)分析與命令控制功能放到一起，因此會(huì)對計(jì)算機(jī)的應(yīng)用性能提出更高要求。便針對集中式控制模式進(jìn)行優(yōu)化，而衍生出的主從式控制模式可以將工作劃分到兩臺(tái)計(jì)算機(jī)中。

2.3 分布式控制

分布式控制模式則是針對主從式控制系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化革新，也是當(dāng)前自動(dòng)化控制技術(shù)常用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要將管理工作劃分為兩部分，一方面完全移植主從式控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，另一方面采用軌跡插補(bǔ)運(yùn)行，針對坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行優(yōu)化，這種控制模式可以對不同的運(yùn)行措施提供CPU支持，將整體運(yùn)行任務(wù)劃分為具體執(zhí)行目標(biāo)，這樣在應(yīng)用中可以提升控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率[4]。此外，分布式控制系統(tǒng)與上級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接時(shí)，采用總線方式，也可以保證具體運(yùn)行控制系統(tǒng)與整體操控系統(tǒng)的協(xié)同質(zhì)量。

3 工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

3.1 汽車制造行業(yè)

我國當(dāng)前有超過50%的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車制造行業(yè)，采用自動(dòng)化控制機(jī)器人，可以準(zhǔn)確對作業(yè)點(diǎn)位進(jìn)行焊接，避免人工作業(yè)時(shí)的誤差，而且可以在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用程度不斷提升的背景下，可以使我國的汽車生產(chǎn)制造模式更加流程化。因此，對于自動(dòng)化控制技術(shù)與工業(yè)機(jī)器人而言，結(jié)合根據(jù)汽車生產(chǎn)制造行業(yè)的發(fā)展需求，對運(yùn)行技術(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，這樣才能將工業(yè)機(jī)器人轉(zhuǎn)化為汽車制造行業(yè)的必然組成部分，在幫助提升汽車制造企業(yè)競爭實(shí)力的同時(shí)，可以不斷驗(yàn)證自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢。此外，以往的汽車生產(chǎn)過程中都會(huì)伴隨一定數(shù)量的人員安全事故，而采用機(jī)器人自動(dòng)化控制技術(shù)，針對運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，在保證汽車制造質(zhì)量的同時(shí)，也可以減少厚重的人工作業(yè)量，為汽車裝配工人提供安全的作業(yè)環(huán)境[5]。

3.2 橡膠塑料工業(yè)

橡膠與塑料工業(yè)在生產(chǎn)過程中，需要各工作環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，并且在生產(chǎn)制造中體現(xiàn)出一定的自動(dòng)化程度。此外，作為當(dāng)前主要的經(jīng)濟(jì)行業(yè)，橡膠與塑料行業(yè)可以為社會(huì)提供大量工作崗位。然而，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提升，對塑料與橡膠的使用中也增加大量生態(tài)環(huán)保的制約與管控，因此行業(yè)為保證自身的可持續(xù)發(fā)展，也要針對生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行全面革新，這樣才能同時(shí)兼顧生產(chǎn)質(zhì)量與生態(tài)環(huán)保。因此，這也為自動(dòng)化控制技術(shù)與工業(yè)機(jī)器人提供良好的發(fā)展環(huán)境，將自動(dòng)化控制機(jī)器人應(yīng)用到橡膠生產(chǎn)中，可以將產(chǎn)品質(zhì)量系數(shù)與計(jì)算機(jī)管控平臺(tái)相連接，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際情況發(fā)布作業(yè)指令，從而對相應(yīng)的自動(dòng)化執(zhí)行措施進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，以此來提升產(chǎn)品的綜合質(zhì)量，這也是傳統(tǒng)人工生產(chǎn)模式不具備的管控優(yōu)勢[6]。

3.3 鑄造行業(yè)

對于鑄造行業(yè)來說，自動(dòng)化控制技術(shù)主要圍繞產(chǎn)品氣密性與檢測措施展開，由于該行業(yè)的工作運(yùn)行負(fù)荷較大，而且整體生產(chǎn)環(huán)境始終處于高溫與高污染的情況下，這會(huì)對工作人員的生命健康造成傷害。因此，需要采用自動(dòng)化控制技術(shù)對傳統(tǒng)生產(chǎn)模式進(jìn)行優(yōu)化革新，并且在惡劣工作環(huán)境中盡量采用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)。此外，想要保證鑄造產(chǎn)品質(zhì)量，還要針對氣密性展開全面科學(xué)的檢測工作，通過將產(chǎn)品的正常參數(shù)錄入到自動(dòng)化檢測系統(tǒng)中，這樣可以準(zhǔn)確找出產(chǎn)品存在的質(zhì)量隱患，從而及時(shí)做出相應(yīng)處理，減少后續(xù)返工，幫助鑄造企業(yè)提升生產(chǎn)效率。

3.4 化工行業(yè)

將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到化工行業(yè)，可以進(jìn)一步對相關(guān)人員的生命安全提供保障。例如應(yīng)用真空機(jī)械手、大氣機(jī)械臂、自動(dòng)清潔系統(tǒng)以及鍍膜機(jī)械系統(tǒng)等，這些都是根據(jù)生產(chǎn)模式的運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)執(zhí)行作業(yè)，而且在加工環(huán)節(jié)可以體現(xiàn)出工業(yè)機(jī)器人的微型化與精密化特點(diǎn)。對于化工行業(yè)來說，不僅對工作環(huán)境的綜合要求較高，在生產(chǎn)過程中還會(huì)對環(huán)境造成污染，因此需要持續(xù)對工作環(huán)境進(jìn)行凈化。采用自動(dòng)化控制技術(shù)可以分別對環(huán)境控制與運(yùn)行控制展開，一方面對化工生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證生產(chǎn)過程中的環(huán)境質(zhì)量，另一方面則要將運(yùn)行控制當(dāng)作整體系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，以此來促進(jìn)不同機(jī)械設(shè)備之間的協(xié)調(diào)程度。

3.5 醫(yī)療行業(yè)

在醫(yī)療領(lǐng)域中，工業(yè)機(jī)器人同樣發(fā)揮著不容小視的作用。以當(dāng)前案例來看，世界出現(xiàn)了很多例醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的情況，比如利用智能機(jī)器人完成醫(yī)療手術(shù)，當(dāng)然該技術(shù)如今還不夠成熟，只能應(yīng)對與處理比較簡單的項(xiàng)目。不過正因該技術(shù)取得了一定成功，所以意味著智能機(jī)器人很有可能會(huì)成為未來醫(yī)療領(lǐng)域的?？汀９I(yè)機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)病人的手術(shù)操作、救援、運(yùn)輸以及恢復(fù)。利用新穎、先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備改變了人們對自動(dòng)化控制技術(shù)的態(tài)度與認(rèn)知水平。

4 結(jié)語

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的今天，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在諸多行業(yè)領(lǐng)域中取得良好的應(yīng)用成果，并且已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制模式。對于工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)科研工作來說，在今后要加深對自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用程度，并且與自身控制系統(tǒng)相結(jié)合，才能進(jìn)一步提升應(yīng)用質(zhì)量。本文對工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用實(shí)踐展開研究，首先闡述自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，其次介紹工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最后深入探析自動(dòng)化控制工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用成果與發(fā)展趨勢，具體為汽車制造行業(yè)，橡膠塑料工業(yè)，鑄造行業(yè)，化工行業(yè)，醫(yī)療行業(yè)等。在今后工業(yè)機(jī)器人還將得到越來越廣泛的應(yīng)用，進(jìn)而為社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。