工业机器人技术在自动化控制领域的运用分析

林远胜

摘要：对于自动化技术而言，不仅具有较高的先进水平，能够凭借与时俱进的发展原则，紧跟时代步伐，而且还能满足目前我国国际化发展需求。在我国科技技术水平不断提升的环境下，工业机器人凭借自身具有的多元化优势，具有的适用范围越来越广，特别是在自动化控制领域，通过对工业机器人技术的有效应用，不仅能够将传统以人工为主的自动化控制工作中存在的问题有效解决，出错率大幅度降低，而且还能在一定程度上使自动化控制效率得到提升。因此，加强对工业机器人相关技术的深入研究和全面掌握，使工业机器人具有的作用和价值充分发挥在自动化控制领域中，为我国自动化控制整体发展规模的进一步壮大奠定坚实基础。

关键词：工业;机器人;自动化;控制

中图分类号：G4 文献标识码：A

對于工业机器人这一概念而言，很多人对其并没有给予正确认知，认为工业机器人只是一种采取拽、拉、搬、拖的普通机械，不必拥有多元化的技术作为支撑。然而根据实际研究能够发现，从事工业自动化控制工作的机器人，相关技术具有的复杂程度极高，所涉及的学科知识和技能极为广泛。虽然我国综合实力在科学技术不断发展的带动下得到了全面提升，但是工业机器人制造能力依然无法达到令人满意的程度，从中可以判断制造工业机器人的难度之大。对于任何一个国家而言，工业水平都是社会发展的重要核心基础，而机器人技术又是工业发展的核心基础。因此，为了使工业机器人在自动化控制领域具有的发展前景得到不断拓宽，使机器人服务大众、造福社会的功能价值得到全面呈现，相关人士应该将工业机器人技术与自动化技术进行充分结合，制定出一套具有较高合理性和可行性的法则，确保工业机器人技术和自动化技术领域之间的关系得到有效协调，从而使社会整体生产力和工业发展等级得到不断提升的目标全面实现。

一、我国工业机器人发展现状

由于我国精密制造行业整体发展时间较晚，具有的成熟度较低，因此对制造工业机器人这一类具有较高精密性的机械设备存在一定难度。与此同时，由于装配技术具有的现代化水平较低，导致无法与具有较高精密度的工业机器人进行有效匹配。在自动化控制领域中，对工业机器人是否具有较高精确度提出了较高要求，如果缺乏较高的精密度，就无法有效应用工业机器人。

二、工业机器人的特征

对于工业机器人技术而言，与人们想象中的完美呈现存在一定差距，由于工业机器人不具备主观思维能力，因此不具备主观能动性。工业机器人是按照电脑程序设计好的参数执行各项指令操作，而这些参数指令具有明显的目的性。也就是说，想要使工业机器人能够按照人们的想法执行具体操作，必须提前对相关控制程序进行有效设计，这样才能确保机器人按照设计好的程序内容执行具体操作指令。根据实际调查研究能够发现，工业机器人具有的特点主要表现在以下几个层面：

第一，在制造工业机器人的过程中，是否能够对“机构运动学”相关知识点进行准确掌握与应用起到了决定性作用。这是因为在操作工业机器人的过程中，相关运动都要以具体坐标作为参考依据。想要操作工业机器人完成一整套动作，就必须对对应动作的坐标进行提前设置，这样才能使工业机器人在具体行动过程中，结合目标要求对动作进行相应调整。

第二，在对工业机器人进行操作的过程中，应该将多元化的操作模式设计其中。这样才能使工业机器人在实际运动过程中，能够结合目标要求对相关动作进行合理调整，确保具体指令要求顺利完成。

第三，由于工业机器人自身不具备任何思维能力，而是通过计算机系统的操作，将具体行动指令代码传达到工业机器人系统中。工业机器人只需要按照指令代码的要求做出对应动作，就能使相关工作要求得到有效满足。

第四，对于工业机器人而言，不仅能够以不同方式将动作指令顺利完成，而且还可以在人为操作下，选择最佳方案进行执行，从而使呈现出的效果具有较高完善性。

第五，通过对工业机器人系统具有的运动功能进行合理操控，能够对机器人末端操作设备具有的速度位置进行有效调整。

第六，在对工业机器人进行示范教育的过程中，可以通过“示教盒”来实现，在工业机器人系统中上传运动位置、运动顺序、运动速度等相关信息，使机器人将相关内容储存到记忆装置中。这样当工业机器人接收到相关操作指令时，只需要将储存器中的示范教学内容进行重新播放，即可实现指定要求。

三、工业机器人技术的控制模式

（一）连续轨迹控制模式

对于工业机器人技术的连续轨迹控制模式而言，主要是指对工业机器人末端的执行器发出连续控制指令，从而使工业机器人能够将对应操作步骤连续完成，从而使自动化控制工作平稳开展，确保最终的结果具有较高精准性。工业机器人的具体操作速度和顺序能够在连续轨迹控制模式下得到有效调整，从而使工作人员制定的各项指令要求能够在工业机器人的准确操作下顺利完成。

（二）点位控制模式

对于工业机器人技术的点位控制模式而言，主要指的是对工业机器人末端执行器进行单点控制，而并非连续控制，对控制机器人位置较为关注。工业机器人在点位控制模式的操作下，不仅能够准确到达目标位置，而且还能在目标位置上对工作人员下发的操作指令进行快速、准确完成。

（三）力量控制模式

对于工业机器人技术的力量控制模式而言，主要指的是工业机器人在执行操作指令过程中具有的用力程度。通常情况下，很多自动化控制工作所涉及的目标对象较为脆弱，为了确保在执行操作过程中，不会对相关产品造成损坏，工业机器人要对发出的力量进行合理控制。因此，工业机器人应该对所发出的力量结合对应产品具有的承受能力进行精准控制，这样才能在确保产品安全的基础上，使对应自动化控制任务顺利完成。

（四）智能控制模式

对于工业机器人技术的自动化控制模式而言，是现代化社会工业机器人执行相关操作指令主要使用的模式之一。特别是在我国现代化数字技术快速发展的带动下，各种智能设备在社会大众实际生活和工作中得到了广泛渗透。通过采取智能控制模式能够使工业机器人在传感器的作用下对周边信息进行有效收集，结合对相关信息的综合分析，利用机器人系统设备中所储存的大量知识，就可以在特定情况下使机器人对具体问题进行有效解决[1]。

四、工业机器人在自动化控制中的设计构架

（一）运动控制模块的设计

作为工业机器人控制系统的核心，运动控制模块主要是通过对不同系统模块相关信息的有效整合，结合系统的控制算法，设计出机器人的实际操作轨迹，从而使机器人能够顺利完成各项操作指令。比如，将工业机器人整个控制单元以 GUC-X00-TPV/TPG-MOL-L2 多轴一体化运动控制器为主，不仅能够保证最终的操作结果具有较高可靠性，而且还能对实际生产环境具有的复杂性进行有效应对[2]。

（二）I/O模块的设计

对于I/O模块而言，主要是对输电线信号灯、原点归位信号等I/O信号进行实时采集。由于受到生产环境的影响，经常会出现由于信号采集不及时而导致相关故障发生的情况。因此，为了给信号采集工作提供便利，需要在原有I/O模塊的基础上进行不断拓展。比如，通过拓展多轴一体化运动控制器端子板，能够保证16路同时输入，同时连接8个伺服驱动器[3]。

（三）伺服模块的设计

作为工业机器人系统中的重要组成元素之一，伺服模块是能够为工业机器人提供动力来源的主要设备。根据对机器人运动特点的详细分析，在对驱动器的型号进行选择时需要注意，可以运用功能良好的SANYO交流伺服电机，并且保证选择驱动器型号不仅要具备较强的运动精度和较高的传递高度，而且还要能够与电机型号高度匹配[4]。

（四）人机交互模块的设计

对于人机交互而言，主要是将工业机器人的具体操作图像展示出来，从而对机器人具有的动态进行可视化操作，提高操作工业机器人的质量和效率[5]。

五、工业机器人技术在自动化控制领域的运用

（一）检测工作

在工作人员长时间从事检测工作的过程中，经常会出现疲劳工作的状态，在一定程度上加大了不良产品的流入量，对后续自动化生产质量造成了严重影响。为了有效解决这个问题，在检测工作中运用工业机器人技术，可以提前利用人为手段对大小、重量、尺寸等检测标准进行统一设定，这样工业机器人就可以根据设定好的标准执行检测操作。利用工业机器人开展检测工作，具有的错误率基本为零，能够为后续自动化生产工作的有效开展提供质量保障[6]。

（二）焊接工作

大部分人对焊接工作都具有一定的认知，不仅相关操作具有较高的危险性，而且对施工人员的生命安全也会造成严重威胁。在开展焊接工作过程中运用工业机器人技术，可以通过对相关技术优势的有效利用，最大程度降低其具有的危险性，使施工人员的生命安全得到保障。不仅如此，由于自动化领域中对焊接技术具有较高精确要求的环节较多，而人工焊接所具有的精密程度无法达到标准要求。因此，利用工业机器人技术替换传统人工焊接模式，可以通过计算程序，对焊接误差进行精准确认，最大程度降低焊接误差，从而使焊接工作具有的精密性达到标准要求[7]。

（三）装配工作

对于装配工作而言，具有的复杂程度较高，需要在大量视觉传感器和听觉传感器的互相协调下，才能使装配工作具有的精准性达到标准要求。在工业自动化生产领域，各环节生产活动对精密性的要求都比较高，只有确保装配工作具有的误差最大程度降低，才能使产品拥有较高的工艺水平[8]。

（四）材料搬运

在运用传统人工和机械相结合方式进行材料搬运的过程中，虽然也会利用大型机械设备，但依然会对施工人员的身体机能产生较大消耗量。特别是在搬动体积较大、重要较沉的物品时，很多传统设备都无法实现搬运目标。运用工业机器人对体积较大、重量教沉的物体进行抓取、卸货、上垛、下垛、码垛等搬运操作时，可以通过对力量的有效调整，确保搬运工作在保证安全的基础上，快速、有效完成[9]。

（五）喷涂操作

传统以人工模式为主的喷涂操作，无法确保三维喷涂喷漆工作的质量能够达到标准要求，这是因为在对三维表面进行喷涂喷漆时，需要从5个以上的不同自由角度进行喷涂，人工操作需要不断停顿，对这些自由角度进行位置变换，不仅使工作量额外增加，而且对工作效率造成了严重影响。通过将工业机器人技术运用到三维喷涂喷漆工业生产过程中，能够同时对5个以上的自由角度进行喷涂喷漆，不仅大量节省了工作时间，而且还能提高喷涂工作效率，最大程度降低涂料对人体造成的伤害[10]。

结束语

对于机器人技术而言，不仅是现代社会一门具有较高活跃性的技术种类，而且在各生产领域中的应用较为广泛，能够通过工业机器人技术水平对一个国家具有的工业化水平进行判断。通过以上针对自动化生产领域中工业机器人技术控制系统和控制方式等相关内容进行的详细分析能够了解，虽然工业机器人技术在自动化控制领域中的应用现状还存在一些问题，但是人们已经对工业机器人技术在提高自动化控制水平过程中具有的重要性给予了高度重视，对其具有的广泛应用空间和较高的适用性加强了分析和利用。将工业机器人技术合理运用到自动化控制领域中，能够将传统生产模式中存在的问题妥善解决，提高自动化控制工作效率和水平，为我国工业化水平的进一步提升提供积极帮助。

参考文献

[1]霍丹.工业机器人技术在自动化控制领域的运用分析[J].河南科技，2019，No.679（17）：35-36.

[2]左培良，邓先智，王建平.工业机器人在自动化控制中的应用研究[J].中国设备工程，2019，000（009）：212-214.

[3]于果然.工业机器人在自动化控制中的应用分析[J].科技与创新，2020，No.166（22）：155-156.

[4]牛志芳.工业机器人在自动化控制领域的实际应用分析[J].数码世界，2020，No.174（04）：251-252.

[5]魏炳哲，于磊，王万里.工业机器人技术在自动化控制领域的实践分析[J].科学技术创新，2020（17）：113-114.

[6]李丽丽.工业机器人在自动化控制中的应用研究[J].百科论坛电子杂志，2020，000（003）：974.

[7]张艳玲.工业机器人技术在自动化控制领域的实践[J].科学咨询（科技·管理），2019（12）.

[8]张立平.工业机器人技术在自动化控制领域中的应用[J].中国新技术新产品，2019.

[9]魏国青.工业机器人在自动化控制中的应用探讨[J].数码设计（下），2019，000（006）：167.

[10]李耀贵，杨斌，刘睿.工业机器人在自动化控制领域的实际应用分析[J].新型工业化，2019（4）.