趙明志 李興順 張政

摘要：工業(yè)發(fā)展是保證國(guó)家整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)。只有優(yōu)化和升級(jí)技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用，才能實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)，使工業(yè)生產(chǎn)模式更加智能化和技術(shù)集成化。工業(yè)機(jī)器人自誕生以來(lái)，對(duì)中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域起到了重要的推動(dòng)作用，不僅有效緩解了傳統(tǒng)工業(yè)模式下的大量勞動(dòng)力問(wèn)題，而且合理滿足了生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)收入等指標(biāo)，提高了中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展速度。因此，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展，一方面需要不斷加強(qiáng)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用深度，進(jìn)一步提高工業(yè)機(jī)器人的使用效率。另一方面，有針對(duì)性的擴(kuò)展旨在解決工業(yè)機(jī)器人在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用問(wèn)題，使自動(dòng)化控制技術(shù)和工業(yè)機(jī)器人能夠充分應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，這對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;自動(dòng)化控制;實(shí)踐應(yīng)用

引言

隨著科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在許多領(lǐng)域取得了良好的成果，并逐步采用了自動(dòng)化控制模式。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的科學(xué)研究，今后需要深化自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，并將其納入自己的控制系統(tǒng)，以進(jìn)一步提高應(yīng)用質(zhì)量。

1、研究背景

工業(yè)是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的基石，機(jī)器人自動(dòng)化是工業(yè)發(fā)展的基石。中國(guó)在國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究方案，特別是863計(jì)劃的支持下，在工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用方面取得了重大進(jìn)展，從零增長(zhǎng)到零增長(zhǎng)。在工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程中，一方面加快了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，另一方面提高了我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的生產(chǎn)水平。因此，以工業(yè)機(jī)器人為例，本文從四個(gè)方面介紹了工業(yè)機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人的分類、控制系統(tǒng)和控制方法，并研究了工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制城市中的應(yīng)用，以促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。

2、組成和控制方式

2.1機(jī)器人的組成

機(jī)器人零部件主要由控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和車身結(jié)構(gòu)三部分組成。身體結(jié)構(gòu)由三個(gè)部分組成：手臂、手、手腕和機(jī)械臂，通常具有四至七個(gè)自由度;手腕，通常具有四至五個(gè)自由度。傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括功率機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置，控制系統(tǒng)是控制操作系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)方面，包括計(jì)算機(jī)、控制器、輔助設(shè)備等。通過(guò)微處理器和微計(jì)算機(jī)的運(yùn)行和控制以及監(jiān)管機(jī)構(gòu)的持續(xù)運(yùn)行，人機(jī)交互可以通過(guò)內(nèi)存裝置和手動(dòng)釋放功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)器人傳感器相當(dāng)于一系列感知、聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)和觸摸人類。傳感器在機(jī)器人中作為一個(gè)感知機(jī)構(gòu)的作用，幫助機(jī)器人進(jìn)行速度、位置和狀態(tài)的變化，并控制一系列輔助裝置，這些輔助裝置與機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)相互配合，相互獨(dú)立地工作，不同的裝置相互之間互不干擾，但在操作過(guò)程中相互干擾。

2.2機(jī)器人的控制方式

在機(jī)器人的控制方法部分，首先是智能控制，機(jī)器人可以通過(guò)傳感器獲取一系列環(huán)境信息，并將其導(dǎo)入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)可以通過(guò)輸入的信息進(jìn)行連續(xù)分析，因此可以輸入相應(yīng)的操作說(shuō)明，使機(jī)器人能夠?qū)W習(xí)二是觸摸控制，機(jī)器人要提高工作過(guò)程中的效率、準(zhǔn)確性和安全性，可以幫助機(jī)器人感受到環(huán)境的影響，通過(guò)觸摸進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。最后，機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中的驅(qū)動(dòng)控制要求對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、行為和速度進(jìn)行規(guī)范，必須有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)，以便對(duì)機(jī)器人的位置和狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)的控制，運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)器人必須根據(jù)傳感器輸入的信息進(jìn)行獨(dú)立判斷。

3、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在當(dāng)代的應(yīng)用情況

目前，工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)、軍隊(duì)等各個(gè)領(lǐng)域，由于工業(yè)機(jī)器人具有特殊的適應(yīng)性，在工廠生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。有了工業(yè)機(jī)器人，我們可以完成很多無(wú)聊的任務(wù)工業(yè)機(jī)器人對(duì)外部環(huán)境要求不高，即使工作環(huán)境比較困難，也能很容易地繼續(xù)工作。工業(yè)機(jī)器人在重型貨物運(yùn)輸中的使用、化學(xué)涂料的噴灑等，可以大大避免化學(xué)材料對(duì)人體造成的損害。此外，工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中起著極其重要的作用據(jù)相關(guān)資料顯示，全世界近40%的工業(yè)機(jī)器人用于汽車工業(yè)，這對(duì)世界汽車工業(yè)的發(fā)展起到了極其重要的作用。工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床的合理結(jié)合——數(shù)控工具在提高機(jī)床加工性能——數(shù)控工具和數(shù)字柔性制造需求方面發(fā)揮了出色的作用。在制冷和生產(chǎn)作業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人可以很好地發(fā)揮作用，為鑄造、砂、清潔、鑄造鏈等生產(chǎn)冷水機(jī)、彎管和螺旋壓力機(jī)。和曲柄壓力機(jī)?？傮w而言，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)在非常成熟，未來(lái)將伴隨著各種科技領(lǐng)域的進(jìn)步，傳感器技術(shù)和信息技術(shù)的不斷改進(jìn)，工業(yè)機(jī)器人將得到更廣泛的應(yīng)用。

4、工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用趨勢(shì)

4.1感知功能更加強(qiáng)大

在一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)中，人的一切活動(dòng)都依賴于知覺(jué)，即視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)和知覺(jué)[3]。在這些觀念的指導(dǎo)下，人類能夠準(zhǔn)確和及時(shí)地發(fā)現(xiàn)自身（內(nèi)部）和（外部）環(huán)境中發(fā)生的變化，從而產(chǎn)生思想的行為。通過(guò)賦予工業(yè)機(jī)器人感知能力，它可以準(zhǔn)確地判斷和分析自己——以及作為人類的環(huán)境，然后采取相應(yīng)的行動(dòng)。隨著各種傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)集成技術(shù)、感官信息收集和融合處理技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的感知功能將進(jìn)一步增強(qiáng)。

4.2智能控制快速發(fā)展

智能控制是控制理論發(fā)展的一個(gè)先進(jìn)階段，主要由三個(gè)要素組成：智能信息處理;二是智能反饋;第三，智能決策[4]。當(dāng)前，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法主要有點(diǎn)到點(diǎn)控制、連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)控制和力伺服控制。今后隨著人工智能如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能算法、專家系統(tǒng)等的迅速發(fā)展，智能控制也將開(kāi)辟更多的發(fā)展機(jī)遇。

4.3故障自我診斷與自修復(fù)功能的實(shí)現(xiàn)

工業(yè)機(jī)器人操作環(huán)境中只有少數(shù)操作者，而且大多數(shù)操作者都是自動(dòng)化的。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)對(duì)象突然斷電或受到撞擊時(shí)，工業(yè)機(jī)器人可能會(huì)遇到停機(jī)和操作錯(cuò)誤等問(wèn)題。為了確保生產(chǎn)力，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)具備某些自我診斷和自我修復(fù)功能，以便能夠?qū)σ馔馇闆r作出迅速和正確的反應(yīng)。伴隨著工業(yè)機(jī)器人故障自我診斷系統(tǒng)的研究和相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，相信今后工業(yè)機(jī)器人將具備故障自我診斷和自我修復(fù)的功能。

結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步目前機(jī)器人廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防等技術(shù)越來(lái)越成熟，特別是在自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)方面，這在很大程度上取代了汽車制造、鑄造等方面的傳統(tǒng)人工生產(chǎn)模式。目前，在機(jī)器人應(yīng)用方面也存在著需要解決的問(wèn)題，為了使機(jī)器人變得更加智能化和現(xiàn)代化，還需要進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李耀貴，楊斌，劉睿.工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用分析[J].新型工業(yè)化，2019（4）：55-56.

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1.臨沂科技職業(yè)學(xué)院 山東臨沂 276017;2.山東煤炭技師學(xué)院 山東臨沂 276017