探析工业机器人技术在轻工企业的应用研究

2021-12-30孙宇，汪泳

轻纺工业与技术 2021年4期

孙宇，汪泳

（1.唐山工业职业技术学院，河北唐山 063000；2.曹妃甸化学工业园区管理委员会，河北唐山 063000）

0 引言

近年来，在工业产业的优化升级下，对智能技术、信息技术的应用提出更高需求，特别是对于部分人工无法参与的操控项目而言，更是加大整体的工作难度。工业机器人技术的出现，融合了电子信息技术、传感技术和人工智能技术等，通过综合平台的应用，可以进一步对机械设备所支持的各类操控环节进行自动控制、编程控制，保证机械设备在三维空间内可以精准地完成指令操作，满足不同工业产品的生产需求。应用工业机器人，极大地提高工业产业的生产质量，缩减人工投入，进一步促进了整个产品优化升级，对我国工业产业的发展起到重要的推进作用。如下对工业机器人技术在轻工企业中的应用进行探讨。

1 工业机器人特点分析

工业机器人技术实际应用过程中，其所呈现出的特性与传统的数控机床操控模式具有一定的相似之处，具有两个显著特点。

1.1 工业机器人技术的可编程性

工业生产制造过程中，整个产品目标的设定是工业机器人实现基础操作的重要指标，工业机器人在运行过程中通过系统指令的下达来完成相关操作，这就需要工业机器人本身具备相应的软件编程处理能力，保证系统在运行过程中可以通过指令的柔性化操控，令整个系统具备在规定时间规定空间内高速完成操作的能力，以此来实现精准化实效化的生产加工。

1.2 拟人化

工业机器人技术的实现是依托于人工智能技术，在外部操控部件的支持下，令整个机器人设备具有与人类思维，甚至是人类表体特征相一致的组成状态，通过模拟人们的日常行为来实现仿生化操作。此外，在视觉操控技术、声音传感技术的支持下，可以令机器人本身具备对外界环境的认知能力，然后将各类信息同步反馈到主操控系统中，以提高工业机器人的操控精度[1]。

2 工业机器人技术

2.1 感知技术

工业机器人感知技术的实现主要是通过视觉伺服系统的传感功能，使机器人本身具备外界识别能力，在运行过程中保证工业机器人设备可以通过自身状态的调节与整个程序操控指令的下达及相关操控行为进行精准契合，在相关程序执行模式下，保证自身可以通过状态的调节完成高精度操作。通常来讲，传感技术的实现是通过外部与内部两个传感器模块来共同完成的，外部信息同步数据反馈到内部中，然后将数字信息进行模拟量的转变传输到主操控系统中，解析出工业机器人外部设备在运行过程中所呈现出的参数是否符合内部系统所设定的预期参数。如果存在差异性时，则主系统将自动对相关执行行为进行更改，以保证工业机器人设备在运行过程中的操控行为可以完全贴合于整个系统的预期设定范畴之内，进一步提高整体操控质量。

2.2 交互系统技术

交互技术主要分为机器设备与外界环境之间的交互、机器设备与操作人员之间的交互。机械设备与外界环境之间的交互是保证整个操控系统协调运行的基础，例如工业机器人的装配机构、焊接机构与自启动机构等，可以通过交互技术真正使整个设备在复杂性的操作环境中，完成精准化运行，减小实际操控与预期参数设定之间的误差。

机器设备与操作人员之间的交互则是通过主动显示面板，使整个机器人操作行为所产生的相关参数通过数字呈现在操作人员的面前，人们在进行操作时，可以通过设备当前运行参数了解到设备运行过程中存在的问题，或者是预期操控行为，将为后续操控程序及操控指令的设定提供数据支撑[2]。

2.3 控制系统

控制技术在工业机器人实际运动中起到协调及传导的作用，其是依据主系统所传达的指令，将各类信息同步传输到回馈机构以及终端机构中，保证工业机器人设备在运行过程中可以按照相关质量所设定的程序完成逻辑性运作，进一步提高实际操控精度。通常来讲，按照不同控制系统适应性使用需求控制技术的实现，主要是以连续性与点位型两种为主体，以此来满足不同操控状态下的机械运行需求。

3 工业机器人技术在轻工企业中的应用

3.1 搬运机器人

搬运机器人在轻工企业中具有重要的地位，通过搬运机器人在空间位置上的多点位移动，可以有效降低人力资源的投入，保证以智能产业为雏形的轻工企业生产机制真正实现自主化操作。从实际控制形式上来看，搬运机器人的运行是依据计算机主操控系统、传感器装置和导航装置等，将搬运机器人在空间上呈现出的位置及运动状态等各类信息同步反馈到主操控系统中，然后结合系统本身的指令下达，使整个操作模式具有稳定性与精准性，以此来提高实际搬运效率。例如在纺织工厂、食品加工工厂或医疗产品工厂等，通过搬运机器人的应用，可以有效实现柔性化操作，保障物品在传输过程中，可以精准地按照相关数据指令实现整个工厂中的全方位操作，进一步提高整体生产质量[3]。

3.2 喷涂机器人

喷涂机器人的实现可以替代传统人工来进行高危险、高污染的自动化操控，在整个生产空间和运作过程中，可以通过喷涂机器人实现完全替代人工操作。同时工业机器人具备的动态操控指令，可以基本满足机器人设备在空间中的运行路径，且整个运行状态具有灵活性与自由性，有效降低轻工企业的生产成本。

3.3 焊接机器人

焊接机器人利用可以提升焊接效率，整个操作模式依托于主系统中的参数设定，可以自动化生产线中的零部件焊接形成精准对接，且整个焊接工艺具有稳定性与时效性，在轻工企业的焊接操作环节中应用时，可以提高生产产品的柔性效率。

3.4 自动化装配机器人

轻工企业中自动装配机器人设备的实现，可以针对不同零件装配模式设定出相对应的操控程序，然后结合旋转机构、坐标机构等，对当前部件的装配体系设定出具有三维动态化的操控模式，在相关设计功能的实现下，可以进一步提高部件在装配过程中的自动化与智能化效果。除此之外，自动装配机器人搭载的视觉传感技术，可以使整个机器人在运行过程中呈现出人工智能化特点，比如通过高精度的触觉模拟，分析出部件在组装过程中呈现出的受力特点，当此类受力参数超出部件所能承受的最大压力值时，则主系统将通过反馈到的信息进行压力值参数的修改，保证部件装配过程不会出现因为压力值扩大所造成的部件损坏问题。自动装配机器人最高可以实现六个维度的操控，基本可以满足任何一项装配需求[4]。

3.5 诊断机器人的应用

诊断机器人类似于智能操控体系中的专家诊断系统，是通过对设备运行过程中所呈现出的异常状态进行分析，然后结合系统基准参数的设定，对当前设备运行中的故障进行精准定位，以此来为后续维护检修工作的开展提供数据支撑。通常情况下，工业机器人在轻工企业中的实现是以故障本身的特征为核心，进行温度、运行轨迹方面以及运行过程中相关部件的震动参数、噪声参数等的分析，综合得出机器设备运行过程中的故障问题。

诊断机器人可以无须通过联网功能的实现进行操作，通过本地监测功能的应用，可以对设备运行过程中的故障问题进行调试，然后将此类信息同步反馈到主系统中，让工作人员了解当前操控设备运行中存在的问题。除此之外，诊断机器人中的监测系统具备可拓展功能，可以依据设备的更新，对监测系统中的部分参数进行同步更新处理，实时满足操作过程中所面临的故障检测问题。