工业机器人在自动化控制中的应用研究

卞青澜

（吴江市金澜机械制造有限公司，江苏 吴江 215200）

1 引言

工业机器人技术是集计算机技术、传感技术以及自动控制技术于一体的人工智能技术。机器人在我国的广泛应用，标志着我国工业的自动化水平已经进入了一个全新的时代。工业机器人包括机械部分、传感部分以及控制部分的三大部分以及驱动系统、机械结构系统、感受系统、控制系统、人机交互系统、机器人环境交互系统的六大系统。

2 工业机器人相关概述

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

工业机器人的自动化控制系统在实际的应用当中，首先，能够示教再现。工作人员可以利用此项功能将信息输入到机器人的程序当中，机器人就会将输入的信息自动保存在相应的位置。而当工作人员需要相关信息时就会自动提取，在进行相应地讲解，进而充分发挥出示教再现的作用。其次，工业机器人有着运用控制的功能，它能够利用相应的方式，使得机器人能够拥有不同的运动速度和运动形态。再次，工业机器人能够自动对周围的信息进行相应的计算，并且根据相关的计算结果制定出合理的作业路线，此种功能同时也是整个控制系统中最具有关键性作用的一部分[1]。最后，工业机器人能够进行自动反馈。在机器人进行运行时，不论其状态还是姿势位置都会不断地进行变化，而工业机器人能够根据其自身的状态和位置进行自我反馈。

3 工业机器人在自动化控制中的应用

3.1 汽车制造行业

在中国，有超过50%的工业机器人应用于汽车制造业，而在应用于汽车制造业中的工业机器人中，有50%以上的机器人为焊接机器人；而对于当前世界上的大多数的发达国家来说，在其国家内部的汽车制造行业当中对于工业机器人使用量超过了总机器人数量的53%。因此，在世界上，对于工业机器人的应用范围和使用情况来说，工业机器人必将代替汽车制造业的人工工作模式。就我国目前工业发展形势来看，中国正在向制造强国的发展方向积极迈进。因此，根据我国的发展形势来说，工业机器人的使用将会提高我国汽车制造业的加工手段，保证汽车制造业的工作质量，进而不断增加企业的竞争力。而这所有的发展目标和策略都将对工业机器人的发展有着极大的促进作用。例如：我国的汽车制造厂商在未引入机器人之前，对于汽车制造完全依赖人工。并且一个工人只能照看最多两台机床，这种工作方式严重降低了工作效率。而在引入工业机器人后，一台工业机器人就可以独自自动操控多个汽车加工制造机器。据有关数据调查显示，我国的汽车制造行业在引进工业机器人之后，固定职工增长速度有所减缓，但是我国的汽车制造产品总产量却是在以惊人的速度提升，而这一现象的出现都要归功于工业机器人的使用。此外，中国重汽新车间在进行时建成的全自动冲压机的成就，也要归功于对工业机器人的引入。工业机器人的机械手臂将钢板送入道冲压机内，不仅稳定了产品质量，同时又极大程度的避免了工伤事故的发生。

3.2 橡胶及塑料工业

塑料工业是一项合作紧密的行业，同时其在一定程度上又有着极高的专业化程度。另外，橡胶塑料的生产和加工在当前的机械制造工业方面都有着紧密的联系[2]。即使在将来，这一行业也必将是一重要的经济行业，并且塑料行业能够为提供众多的工作岗位。因为，无论对于汽车行业来说，还是对于电子工业来说，甚至是食品工业，对于塑料制品以及橡胶制品的需求已经越来越大。而机械制造作为生产工作环节和加工工作环节二者之间的进行连接的重要的工艺技术，发挥着其他工业所无法比拟的实际作用。通过对注塑机或者是其他相关工具设备对原材料进行加工，进而形成的精细耐用的成品或半成品，将原材料进行精细加工使得生产工艺更高效、经济可靠。我国要想跻身于世界范围内的塑料工业中就要在对塑料原材料加工时符合极为严格的标准。尽管如此，这对于工业机器人来说依然是小菜一碟。因为工业机器人不仅是最佳适用于在净室环境标准下生产的工具，同时在一定程度上，即使是在高标准高要求的生产环境当中，工业机器人也能够完成人工所完成不了的高强度作业。工业机器人正是以其多面手的特质，使得机器人在橡胶及塑料工业行业的作业中有着极高的效益。

3.3 铸造行业

对于工业机器人来说，其能够在极端的工作环境下进行多班作业，并且工业机器人能够承受人工所不能承受的沉重工作压力和工作负担。另外，对于铸造行业来说，其属于制造强劲行业，另一方面，铸造行业本身是一种高污染、高温以及外部环境恶劣的一种工业，因此，这也是工业机器人在铸造行业中被广泛应用的重要原因。对于工业机器人来说，工作人员对其控制系统简单操作就能够使得机器人应用于注塑机运输等工作中，并且其都能够为铸造企业极大的提高工作效率[3]。

3.4 化工行业

化工行业是我国工业机器人广泛应用的重要领域之一。目前，在化工行业中，其主要应用于化工行业自动化设备中的大气机械手、真空机械手、洁净镀膜机械手、洁净AGV、RGV及洁净物流自动传输系统等。另外，随着我国国民经济的快速增长，我国各个行业对于化工产品的要求越来越高，对于化工产品进行加工生产时要求产品具有高度的精密化、微型化。另一方面，对于当前生产化工产品时，需要在生产中拥有一个洁净的环境。因此，在我国的化工行业生产领域中，随着未来更多的化工工厂对于产品生产环境清洁度的要求的不断增高，人工生产已经不在适应当前的环境要求。因此，工业机器人将会在化工行业中得到进一步的高度利用。从某种情况来看，工业机器人在化工行业中具有极其广阔的市场空间。例如：在某橡胶厂进行日常工作时，长期以来，该厂通常采用的是传统的人工工作方式来对化工产品进行码垛工作，这种人工码垛的工作方式会极大的耗费人力，而且这种工作方式不但没有使得工作效率有效提高，而且使得员工受到了极大的工作压力和劳动强度。工业机器人的引入，极大地提高了化工工业产品码垛工作的效率。工业机器人的应用，使得装箱设备每小时可完成数百块的合成橡胶码垛任务。而对于化工工厂来说，工业机器人的应用，使得工厂每年可节省人工成本高达数十万元，极大地提高了化工工厂的经济效益。

4 结语

通过本文论述可知，机器人在我国的广泛应用，标志着我国工业的自动化水平已经进入了一个全新的时代。而就当前情况来看，工业机器人在汽车制造行业、橡胶及塑料工业、铸造行业、化工行业等各方面的应用不仅提高了工厂的工作效率，而且极大地节约了人力成本，给企业带来了更多的经济效益。根据我国当前的经济发展现状来看，工业机器人未来有着极大的应用和发展空间。