浅谈智能控制技术在工业机器人中的应用

林明昆

摘 要 隨着科学技术水平的不断成熟与发展，各行业的生产经营水平有了明显的进步和提升，在工业机器人的广泛应用下更是为各行业的未来发展提供了新的思路。区别于传统的控制理论，工业机器人的智能化、自动化、信息化要求更高于传统的控制技术并能服务于现阶段工业机器人的生产制造。因此，本文通过对智能控制技术的特点进行分析，并提出智能控制技术在工业机器人中的实际应用措施，为工业机器人生产技术水平的提升提供一定的参考。

关键词 智能控制;工业机器人;应用

前言

工业机器人是机械制造业未来发展的重要方向，工业机器人能够代替传统人工进行高精度、高效率的生产制造并能根据机械厂生产制造特点进行一定的个性化定制从而实现大批量、多种类的机械加工生产。但由于工业机器人的控制操作依赖于机械工程师预先的计算机算法指令编写，这使得工业机器人在新的零件种类生产前需要进行大量的调试工作，这为工业机器人的全面投入使用造成了极大的阻碍。而通过对智能控制技术的应用来优化提升工业机器人的控制性能，使其能够更好地服务于现代机械制造业的生产加工[1]。

1智能控制技术特点分析

1.1 自适应性

智能控制技术的自适应性主要体现在非线性控制系统上，智能控制系统可以根据机器人传感器对相关信息参数的接收再通过调节控制、设计准则、可视化辨识和技术修正四个环节的调整处理即可完成对控制指令的智能化编程。智能控制技术的自适应特点能够有效提高工业机器人的工作生产质量，并能通过对生产全过程的监督及时发送修正指令对机器人的生产操作进行调整在全局化的控制操作下将有效代替传统的人工参数调整工作促进工业机器人的高效运行。

1.2 模糊控制

模糊控制是智能控制技术最为突出的特点，控制系统能够有效接收和识别用户的指令或语言再由相应的算法程序转化为计算机语言，并通过仿真模拟软件将机器人生产加工过程展现给用户以确保达到用户的期望指标。模糊控制的高度智能化特点极大地减缓了传统人工对工业机器人的操作方式，控制系统的语言识别、专家组分析、指令编写程序等应用功能更是实现了工业机器人多元化的控制操作。

1.3 神经网络系统

神经网络控制系统是智能控制技术近年来发展创新的主要方向，具有神经网络控制系统的控制器能够仿照人类大脑神经元认知机理实现分布式处理、机器自主学习、容错力等应用功能，神经网络控制系统还能够对生产加工信息指令进行一定的分析、处理并储存到控制系统之中，在接收到同类信息时即可进行调用。神经网络控制系统分布式信息存储方式可实现信息的存储和推理同步进行，这意味着工业机器人能够加工一些更为复杂、非线性的机械零件。此外，神经网络系统具有较高的容错力可以利用自身的算法程序对用户的操作指令进行一定的优化，减少实际生产过程中多余的工艺步骤和避免撞车、毁刀等事故发生[2]。

2智能控制技术在工业机器人中的应用措施

2.1 工业机器人的视觉伺服控制

工业机器人在对零件加工前需要对零件进行精准的定位，从而确保后续的生产过程中不会对机器手臂或加工零件造成损坏。对于零件的定位依赖于工业机器人的视觉伺服控制系统，通过将智能控制技术应用于工业机器人的伺服控制系统中将进一步提高工业机器人的加工精度。神经网络控制系统具有较强的容错力可以对机器手臂末端摄像头接收到的实时加工信息来对加工参数进行微调进而弥补机器人加工过程中出现震颤而导致零件精度受到影响。另一方面，在机器人视觉伺服控制系统中加入智能化控制算法可以在对零件进行动态的定位追踪，优化传统静态定位图像生成时产生的冗余变量。

2.2 运动规划控制应用

工业机器人的高效加工体现在流程化和一体化两个方面，区别于传统人工的加工生产方式，通过对工业机器人运动路径、速度、加工步骤等给予相应的程序指令一台工业机器人即可完成需要多人才能完成的加工工艺，这要求工业机器人的运动规划控制必须科学严谨避免机器人在运行过程中出现撞车的情况。通过在工业机器人运动规划控制中引入智能控制技术，利用神经网络控制系统对零件加工过程进行分布式处理，进而合理规划出机器人的运动路径和相应的运动参数。同时利用智能控制技术的自适应性特点还能制定机器人的优先级操作指令使得插入操作指令能够与先前运动规划指令相协调。智能控制技术在工业机器人运动规划控制中的应用将实现机器人多元化的加工生产。

2.3 操作指令优化应用

通常而言工业机器人生产加工指令是由机械工程师利用计算机软件对加工零件进行三维建模后根据机器人加工刀具、材料性能、技术要求等特点进行的操作指令自动化生成，但由于建模精度、加工参数等对操作指令的生成具有一定影响，工业机器人还需要通过不断的仿真模拟和调试后才能实施加工生产操作。而在对智能化控制技术的应用下，传统人工的调试工作将由控制系统自动进行，控制系统将调用工业机器人的专家系统数据进行算法处理后即可对计算机软件编写的操作指令进行优化调整。利用智能化控制技术的模糊控制特点还能极大减少人工建模的工作，对于一些易于加工或能够从数据库直接调用的零件操作人员可以通过语音或编码指令的方式直接控制机器人开始加工生产。智能控制技术对工业机器人操作指令的优化作用能够有效提高加工生产效率及为机器人加工过程提供可靠保障[3]。

3结束语

综上所述，工业机器人在机械制造业的广泛推广和应用将促使机械制造水平的全面提升，工业机器人是现代科技的结晶，但现阶段的工业机器人在实际使用过程中仍存在着一定的不足和问题，工业机器人高度智能化、自动化、信息化功能的实现需要引入智能控制技术。在智能控制技术的自适应性、模糊控制、神经网络控制特点下将有效提高工业机器人的生产效率和生产过程中的安全性，促使工业机器人朝向智能化方向发展。

参考文献

[1] 谭庆吉.浅谈机电一体化系统中智能控制的应用[J].中国科技投资，2017，（22）：388.

[2] 袁国伟.浅谈工业机器人在工业生产中的应用[J].科协论坛（下半月），2013，（4）：64-65.

[3] 杨建军.智能视觉系统在工业机器人码垛系统的应用研究[J].数码世界，2018，（9）：27.