工业机器人在自动化控制中的应用研究

黄日聪 毕占

珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519000

随着科学技术的不断发展，工业生产逐渐呈现出自动化的特点，工业机器人也在各行业中得到广泛的应用。基于此，本文就工业机器人在自动化控制中的应用进行研究，首先就工业机器人控制系统的概念、特点和功能进行概述，然后根据现实发展情况，对PCL技术应用与各领域应用进行阐述，从而明确工业机器人在现代社会的重要地位，提高其应用水平。

1 机器人简介

机器人是人类最伟大的发明之一，自20世纪60年代问世以来，经历了50多年的发展，已经取得了显著的效果，应用于多个领域，目前，已经研发出来可以下象棋、打扫卫生，甚至跳舞的机器人，可见，机器人技术已经走向成熟，将机器人技术应用于工业制造中具有重要的意义，本文的研究具有重要的价值，可以实现各种机器人的实用化，昭显了机器人技术的灿烂发展。

2 工业机器人的特点

工业机器人与其他自动化控制机器之间最大的差别在于自由程度高，由于工业领域的生产环节比较精细，因此需要对工业机器人进行复杂的设计，而自由度的数目对工业机器人的性能而言具有正向线性关系，也就是说工业机器人自由度越高，工业设计就越复杂，而性能就相应越好。工业机器人需要对人体的行为进行模拟，因此对动力学、力学和结构学的设计要求较高，设计者需要根据应用的实际情况构建非线性数学模型，模拟机器人运动的状态，最后选出最优的运动路径参数。

3 工业机器人在自动化控制系统中的功能

一个工业机器人往往功能较多，但是运动控制功能和示教再现是其中最为显著的2种功能。通过运动控制系统，可以使工业机器人操作器的速度和位置、姿态发生改变；通过示教再现这个功能，把动作信息和操作位置等信息传达给机器人，机器人借助记忆系统，可以将这些信息进行存储。当机器人下一次接到指令的时候，就可以根据已记忆存储的内容自动进行各种操作。工业机器人最早是被应用于汽车制造行业，后来随着时间的推移和技术的完善，相关技术开始与其他生产方式结合起来。目前，工业机器人在一些高危险作业中，能够替代人工劳动，不仅加快了工作的效率，还降低了危险事故发生的可能性。但是，因工业机器人的普及和大范围使用，也给社会发展发展造成了一定的困扰。如何解决机器人与人工作业之间的关系，兼顾好两者的特点，就成为了研究的重点。当前，工业机器人应用到了生产、生活的各个角落，比如，焊接机器人、检测机器人、搬运机器人、喷漆和喷涂机器人、装配机器人就是工业机器人在自动化生产中的典型应用。其中，焊接机器人主要用于对车身结果进行焊接；检测机器人能够对零部件的尺寸进行确定，对零部件的质量进行把握，有的甚至还能够对零部件实现自动分类，大大降低了工人的工作量；材料搬运机器人在搬运工作中起着重要作用，不仅能够装货和卸货，还能够抓取零件、堆垛等；喷漆和喷涂机器人自由度的数量往往要大于5，这是由这种作业对机器人的动作要求所决定的。

4 工业机器人在自动化控制中的应用

4.1 我国工业机器人的发展现状

我国目前对于工业机器人来说，通过和国外对比依然是具有较大的差距，这点主要是因为我国工业机器人的起步较晚存在联系，当今虽然是我国工业机器人在技术方面取得一定的成就，但是对于一些核心的技术而言，并没有掌握，我国真正的知识产权工业机器人也不是很多，总而言之，目前我国的工业机器人技术水平并不是很高，具体一点便是因为在制造和装配上面。因为我国的零部件精密程度和世界先进国家对比必然是存在差距，虽然是在关键技术和装配方面取得了一定成绩，但是这些突破和国外进行对比依然是存在较大的差距，这点需要引起重视。

4.2 工业机器人应用的领域

起初工业机器人在制造汽车行业进行应用，社会经济和科学技术都在快速地发展，工业机器人技术也在不断地发展和进步，很大程度地提升了工业机器人的功能，应用领域的规模不断地扩大。工业机器人在常规的环境下，能够将工人作业进行替代，针对于高温、高危险、高强度、高污染等恶劣环境，工业机器人更能够将其作用充分地发挥出来。有些工作环境比较恶劣，有效运用工业机器人，能够代替人工进行繁重且重复性比较高的作业，既能够将工人的人身安全得以保证，又能够将企业生产效率有效地提升。工业机器人具有很多的优点，在自动化生产领域中，已经被广泛地应用，无论在特殊工作场合和恶劣的工作环境，还是高危工作等相关的方面，工业机器人都能够将优点充分地发挥出来。

5 工业机器人技术的发展趋势和智能化

智能化是工业机器人的主要发展方向，它能够更好彰显技术优势，让工业机器发挥应有的作用。因此，工业机器人技术的发展趋势就是实现工业机器人的智能化。工业机器人的智能化需要注意以下几点问题，第一，利用神经元与模糊控制等智能化策略进行控制，在此基础上利用被控制对象模拟性不强的特点解决复杂性问题，是智能化的最低层次，也是智能化发展的初步目标。第二，通过程序设计，使机器人具备与人类类似的问题解决能力以及逻辑推理能力，实现非结构环境的自主解决，尽可能的让机器人也能够适应环境特点，及时的做出反应，判断危险发生的条件，从而向更高层次智能化方向延展。

6 结语

综上所述，针对工业机器人在自动化控制中应用的研究是非常必要的。本文主要对工业机器人的特点和功能进行介绍，然后阐述工业机器人在工业领域的实际应用。研究可得，工业机器人可以在高温、高危、有毒等恶劣环境下替代人力作业，不仅提高工业生产的效率，而且能够避免安全事故的发生，具有极高的现实意义。希望本文可以为研究工业机器人在自动化控制中应用的相关人员提供参考。