工业机器人技术在电气控制中的运用探讨

周 菲

（江苏省江都中等专业学校 江苏 扬州 225200）

1 引言

在经济快速发展的背景下，各行业通过自动化、信息化、智能化转型，有效提高了人们的工作效率，同时也减少了劳动力成本支出，降低了产品的制作成本。机器人、机械臂的出现，加快了行业工业化发展水平，电气控制作为重要组成环节，其自动化水平也在逐步提升，以契合行业经济发展要求。其中机器人的应用发挥着重大作用，在国家的工业自动化的衡量水平中也占有重要地位。工业机器人技术的应用，使得工业水平得到了很大提高，为行业发展奠定稳定基础。基于此，需要加快推广工业机器人技术，提升技术适用范围，从而为电气控制系统的高效运行提供有效帮助。同时，工业机器人技术的使用，也为工业制造提供了可靠保障，传统需要人力操控的项目，现在都可以借助工业机器人技术来完成，这也减少了电气设备在操作时对操作人员造成的伤害和危险隐患，节省了大量的人力资源和物资成本，从而为工业项目综合利益空间的提升创造条件。由此，如果要继续提高工业发展速度、发展质量，需要加大对工业机器人技术的应用和研发，使其价值可以得到更好发挥。

2 工业机器人的特点

工业机器人在应用过程中，具备了以下应用特点：（1）拟人化。工业机器人具有和人类相类似的组成结构，如小臂、大臂、手腕等，而计算机会作为这些部件的中枢指挥系统，以指令的形式要求对应部件执行相关操作，如抓取、移动等。同时工业机器人也会安装各种视觉系统和传感器，包括力传感器、温度传感器等，这样可以进一步强化工业机器人的外部感知能力，有效提升其对于周边环境的适应能力。（2）可编程性。工业机器人在实际生产过程中，能够依据生产目标及具体生产环境来进行编程，这样可以实现柔性化启动。在工业机器人的硬件条件不变的情况下，通过软件编程来完成多样化任务，这样既可以保证整个生产作业的灵活性，还可以节约生产成本。（3）适用性广。从目前推广情况来看，除一些专业领域以外，工业机器人可以在许多种类工业产品生产中进行使用，具有良好的通用性，同时工业机器人可以配合各种传感器，不断丰富工业机器人运行功能，如图像识别能力、语言能力、记忆能力等，这样能够有效地拓展工业机器人在各个领域当中的使用范围，满足不同产品的生产要求。

3 工业机器人的制造

在工业机器人制造过程中，离不开专业核心技术支持，包括灵巧操作技术、感知系统、运动规划和在线参数自动化制定技术。

（1）灵巧操作技术。这项技术主要应用在具体操作控制领域，如机械臂、机械手操作等领域，这些领域需要严格精确度、紧密度、准确度、感知度、可靠度等，不能出现任何失误，这也是这项技术应用期间的主要研究方向。并且在智能技术、互联网技术不断融入的背景下，加上多方向传感系统、操作系统、制造技能的渗入，可以提升器件控制过程的灵活性和独立性，最终达到和人手相近的感知能力和灵活能力。并且有良好能动性、灵活性、感知性的机械臂或者机械手，在生产制造时可以更加迅速地适用工作环境，提高制造过程的顺畅性。另外，加强机械的执行机能也可以进一步提高工业机器人的作业进度和准确度，从而提高加工结果的可靠性[1]。

（2）感知系统。各个工业机器人之间存在着一定联系，而联系过程的主要载体便是感知系统，利用系统可以将各自的信息互相共享、公用，同时将内部信息和周围环境信息借助传输、转换等处理后，成为工业机器人可识别的数据，从而为其运行提供更好的数据参考，提升工业机器人指令执行质量。并且在感知系统下利用各类传感系统，工业机器人可以对工作的速度、移动、力度、进程、时间展开统筹管理，以此来维持系统工作状态的均衡。甚至可以给工业机器人安装视觉感知系统，使得工业机器人具有视觉传感，用视觉获取各类信息并做出响应，也可以利用视觉传感做出合适的位置移动和空间控制，从而对机器人的状态及时地做出调整和维持工作的稳定进行。

（3）运动规划。其作用是为了保证机械运作的工作效率，让工业机器人能够在短时间内完成相关工作，提高工作效率和质量。在具体操作过程中，为了让工业机器人在最短周期内完成相关工作，就必须合理规划它的运动路径和先后顺序，尽量做到不重复，从而加快工业机器人工作速度，提高产品生产结果的可靠性。从实践应用情况来看，所需制订的运动规划包括轨迹规划、路径规划、关节空间规划、时间规划等。合理的轨迹规划在保证工业机器人有足够操作空间的基础上，让它的运动空间尽可能缩小，运动时间尽可能缩短，以起到提升工作效率的作用。路径规划是为了避免机械臂或机械手之间发生碰撞，躲避障碍物，对工作路径长度也可以适当缩短，如果在工作期间加入时间序列，那么可以对工业机器人的运动速度进行相应控制，借此满足运动流畅性和速度需求。

（4）在线参数自动化制定技术。这项技术在多个领域的自动化机器人中都有使用，这项技术可以使得工业机器人对设计的参数进行一定辨别和识别，可以使其更准确地实行和运用程序和编程，包括关节转动惯量、PID参数自整等，从而准确辨别智能机器人工作中的不足之处，利用相应算法对其进行及时优化，确保工业机器人工作状态稳定性。另外，同时在系统运作时也可以利用该技术辨别工作情况是否有失误，从而实现现代化、智能化的数据参数控制[2]。

4 工业机器人技术在电气自动化过程中的应用

4.1 在电气设备中的应用

在电气设备当中使用工业机器人技术，能够有效地促进电气工程向着自动化以及智能化方向发展，从而提高产品质量。在具体应用中，首先电气系统设备在工作期间的技术性能要求较高，工业机器人技术能够借助相关编程语言、传感技术、PLC技术等基本元素，从最基本状态上简化电气自动化变频、组态等各环节，从而提升控制过程的便捷性[3]。例如，电气工程设计脚本中所涉及的语句，和abb机器人当中的编程语句就有着共同之处，对此可利用此特征展开电气工程运行控制，提升管理过程稳定性。其次，工业机器人ROS系统能够针对电气设备系统运行参数进行计算，这样可以提升电气设备的控制能力以及电气设备的调节水平，提升电气设备的性能，并且在一定程度上还能够延长电器设备的使用寿命。最后，工业机器人技术在电气设备的日常操作过程当中，也发挥着很大作用，该技术的顺利融入，能够有效地简化电气系统。同时还可以针对检测以及维护的各项工作进行研究，及时检修潜在故障，从而延长整个电气系统使用控制周期，降低控制失效问题发生概率。

4.2 在电气控制中的应用

强化对电气设备的控制，能够有效促进电器行业向着绿色化方向发展，充分地使用现代化工业机器人技术，能够有效促进相关软件开发，并且可以实现电气控制的完全数字化及自动化，提升电气控制过程的全面性。同时，工业机器人技术还可以对相关数据信息进行采集，利用数据分析结果，优化整个电气自动化的系统，无论是保护功能还是测量系统，都可以得到更好提升。除此，技术应用还能够有效地调节电网当中电流及电压频率，有效减少人为的资源消耗，并且也能够缓解工作人员的工作压力，减少工作总量。另外，工业机器人技术还能够实现远程维修，在不适宜人员进入的环境中，根据指令顺利完成操作任务，借此来保护相关从业人员的生命安全，削弱电气工程对工作人员的人身威胁。

4.3 在故障诊断当中的应用

电气在运行的过程当中会受到很多因素影响，因此在出现故障时，其表现特征比较繁杂。在有效使用工业机器人技术背景下，能够改变传统依靠人力进行诊断的弊端，使用现代化科学技术，通过对故障设备工作电流、运行功率、阻抗数据的采集和评定，确定设备所出现的故障点。这种自动化诊断方法能够有效简化电气诊断流程，而且可以在各种各样影响因素当中精准找出故障的直接原因，并且及时遏制故障进一步扩大，降低问题发生后的危害性，减少相关的经济损失。除此之外，工业机器人技术还能够简化整个自控流程，从整体上来说，能够更好地提升设备运行状态，保障整个电气自控工作的灵活运行。

5 机器的维护

工业机器人在不间断的工作中，会受到磨损和消耗，增加故障发生概率。对此，相关单位需要做好机器维护工作，对于机器灵活部位及时添加润滑剂，避免出现卡“关节”的情况。同时，要规定好养护周期，遵循具体情况实行具体养护原则，在开始工作前做好基础检测工作，查看基本消耗品是否够满足运行要求。而且要明确具体负责人，每个区域分配一个负责人，对生产工作进行统筹管理，经常检查清理各导轨、滑架、丝杠及螺母等运动部位，防止尘土堆积、散落焊剂及其他杂物，影响运动部位的灵活性。另外，不允许碰撞、磨损各滑动导轨的结合面，而且经常检查丝杠、齿条等关键运动部件的磨损情况，发现问题及时维修或更换。

6 结语

在新时代发展背景下，需要合理利用工业机器人技术和电气控制技术，加快核心技术的研发进度，保证人员安全，将危险系数降到最低，以满足工业化发展需求。将工业机器人技术运用到电气控制技术中时，也会出现不同的应用问题，要及时进行处理，将问题与数据相结合，快速找到问题的本质原因，再结合实际情况快速解决问题。同时，工业机器人的使用也提高了电气控制过程的工作效率和工作质量，将简单重复单一的工作汇集在一起，以更快完成周期，并且存在危险因素的工作也可以更高效地完成，从而降低安全隐患保障了人员安全。由此可见，工业机器人技术对电气控制技术的影响巨大，如何更好地优化工业机器人技术体系，也是后续发展过程中需要重点关注的内容。