工业机器人技术在自动化控制领域的实践

（安徽合肥技师学院，安徽 合肥 230000）

摘　要：从我国的工业发展现状来看，我国工业逐步迈向自动化时代。由于机器人具有操作精度高、系统响应速度快、稳定性高等特点，因而被广泛应用于工业领域。科学技术的不断发展，为工业机器人技术的提升带来了巨大的发展机遇，同时也带来较多的挑战。基于此，文章研究了工业机器人技术在自动化控制领域中的实践，希望能提升我国的工业机器人技术水平。关键词：工业机器人；自动化控制；实践中图分类号：TP242.2󰀃󰀃󰀃󰀃文献标志码：A󰀃󰀃󰀃文章编号：1672-3872（2019）10-0190-02

我国是全球最大的机器人市场，当前在我国工业领域，工业机器人技术的应用成为衡量一个国家自动化水平的重要标志。在国家层面，为了促进工业机器人的推广使用，相关行政单位颁布了一系列详细的工业机器人行业规范。在我国产业结构进行不断转型的今天，工业机器人的应用将为其起到重要作用。

1 工业机器人技术概述

工业机器人技术指的是在工业领域中，能使多关节以及多机械具有高自由度的机械装置根据指令进行相关活动，简单来说，就是利用工业机器人技术能使机械装置能自动执行相关工作，通过控制自身动力来实现各种功能[1]。利用该技术能使相关机械按照一定的程序有序运行，代替人们从事劳动，使人们解放双手。

2 工业机器人技术在自动化控制领域的应用历史

工业机器人指代的是在工业产生领域中，从事流水线工作以及危险环境工作的自动化设备，此设备能按照系统预设指令进行自动化操作，我国当前除了工业机器人之外还有军工机器人等。工业机器人与一般机械化设备不同的是，机器人能自动执行相关任务，并且能按照人类指挥或者预设程序进行工作，除此之外还可以按照自身工作原则进行自主行动。结合我国当前工业机器人的应用情况来看，主要应用于切割、装配以及生产加工等领域。

结合我国当前机器人应用环境来看，我国相关专家将机器人分为两种类型，工业机器人以及特种机器人，在国外，通常情况下将机器人分为制造环境与非制造环境两种[2]。结合近年来我国使用机器人的情况来看，虽然仿生机器人以及农业机器人类型越来越多，但是超过50%的机器人都被应用于工业领域。传统意义上理解的工业机器人为多关节的机械手以及自由度较高的机器人，在最早期，对于工业机器人的控制与数控机床类似，通过预设变成使多关节机械手进行重复动作，再后来，视觉传感器以及示教功能等被逐渐引入。

在我国，工业机器人产业较为发达，能实现多种功能，但是缺乏核心技术，对于机器人的装机研究多于对核心部件的开发。目前我国工业机器人主要使用在电焊装配以及生产加工等领域，在自动化生产线使用最多的是汽车行业的工业机器人。在我国经济不断增长的背景下，医疗行业以及食品行业的快速发展，最终会使得下一代工业机器人逐渐朝向高精化以及仿人化方向发展，并且将逐渐替代人类在高危环境下的工作。

3 工业机器人的特点和关键技术以及控制系统的主要功能

3.1 工业机器人的特点

工业机器人主要通过编程来实现自动化，并且根据相关

——————————————作者简介：󰀃武明月（1990—），女，安徽合肥人，本科，助理讲师，

研究方向：工业机器人技术。

示教将有关信息记录在存储器中，以便再次实现示教。对于工业机器人而言，拟人化是其重要特点，除了传统工业机械臂、机械手之外，机器人还拥有行走、攀爬等功能，再加上当前我国信息技术的快速发展，机器人智能化能使其拥有自主分析能力以及判断能力。传统工业机器人自身只要具备驱动系统以及传感器等相关装置，便符合工业机器人的属性，但是现代以及未来的工业机器人逐渐向智能化、虚拟化发展。3.2 工业机器人的关键技术

智能化是机器人的发展方向，在工业机器人中，智能控制技术是最关键的技术。工业机器人的关键技术包括开放模块技术、层次模块技术、传感技术以及网络化技术[3]。在开放模块技术中，通常情况下会采用分布式结构，利用RC主机对机器人实现运行规划以及位置伺服等；层次模块技术主要是使用分层模块化结构，使机器人内部的应用层、驱动层等分开作业；传感器技术的应用是要实现机器人的支局功能，使机器人能自主对环境进行判断，并且实现自我修复功能；网络化技术的应用，最终使机器人能通过无线网络等方式进行交流与作业。

3.3 工业机器人控制系统的主要功能

工业机器人中的控制系统能通过示教盒对机器人进行教学，将动作顺序以及动作要求、相关位置信息以示教盒向机器人传达，然后机器人的信息存储系统将其记录，当再次需要操作时，机器人能根据信息存储器的内容进行自主操作。除此之外，控制系统还能对机器人的末端操作器进行速度控制、加速度控制以及位置控制。

4 工业机器人技术在自动化控制领域的应用思考

4.1 工业机器人的发展方向

结合我国当前科学技术飞速发展的情况来看，虚拟云技术的产生与发展以及云计算、3D打印技术的发展，会使工业机器人被广泛应用。在我国现代信息技术十分发达的情况下，通过网络控制机器人，实现智能化操作。工业机器人技术不仅只是在汽车自动化领域进行应用，还会逐渐转向高精度的医疗行业以及食品行业，工业机器人再也不是进行简单的装配、分拣等工作内容。除此之外，仿生学为当前工业机器人的一个重要发展方向。例如日本研究出来的本田ASIMO仿人机器人可以实现人体动作，这种现象得益于智能化平衡系统的发展。在本田ASIMO仿人机器人中，独创的行走控制理论克服了以往机器人中的打滑旋转现象，使机器人自身能与人类相同，实现平稳跑步。除此之外，在此机器人中还应用了360°感应系统，使机器人能随时对外界信息进行阅读，在机器人进行握手动作中，应用的力量传感器会使的机器人的力度与人手力度相同[4]。

4.2 自主学习能力是未来工业机器人的主流模式

未来工业机器人的发展方向不仅仅是解（下转第192页）

192 Application of Mechanics-electronics Technology机电技术应用2019年5月下3.5 智能制造工业机器人能接收信息系统内的操作指令，并按照系统预先设置的程序来完成动作，提升生产效率。在智能工业机器人的研发过程中，技术人员必须综合应用机械、信息技术、电子等学科知识，以使机器人的实际运用能符合预期要求。机械臂是对人类手臂的一种模拟，它必须引入具备较高精确度的电子机械技术来完成动作流程。机械臂上所设置的传感器必须具备极高的触觉感知能力，以尽可能地接近与人手同样的功用[3]。

此外，机电一体化技术的运用还丰富了工业机器人的自动导航功能。机器人能自主识别生产线上的工业产品，从而进行准确的装配与运送，或者根据系统指令来完成对工业成品的入库以及调配。通过合理引入电子信息技术、传感器技术、接口技术等科技手段，工业机器人能实现精准分类、快速操作，从而在提升企业生产效率的同时强化产品质量，保障企业的可持续发展。

系统构建，从而使工业机器人呈现出人力劳动的一些特征，以更加精准地达到企业的工业生产目标。在现阶段的工业生产领域内，数字机床已经拥有了部分智能，技术人员还应不断努力，开发更加多样化的智能功能。

5 结束语

为了顺应时代发展的潮流，我国的工业生产领域迫切需要升级与完善。工业机器人的出现推动了工业生产的改革。现阶段，机电一体化技术已经在很多领域得到了广泛应用，给人们的生产生活带来了一定的影响。科研人员需要加强对工业机器人应用工程的开发，以顺利进入即将到来的全面智能化生产时代。参考文献：

[1]郭润梅.机电一体化技术在机器人领域中的应用研究[J].世界有

色金属,2018(24):121+124.[2]汤剑华,何祚勇,赵胜利,等.智能控制技术在机电一体化系统

中的应用[J].南方农机,2018,49(19):169.[3]陈婷,敖茂尧.基于混合式教学模式的机电一体化课程改革研究

与实践——以“工业机器人技术应用”课程为例[J].广西职业技术学院学报,2018,11(5):62-66.[4]敬小平.机电一体化技术的应用和发展分析[J].南方农机,2018,

49(4):110.

（收稿日期：2019-5-5）

4 机电一体化技术在工业机器人中的发展趋势

在未来的工业机器人领域，机电一体化技术的应用将会不断完善企业生产的感知系统。高度精度的感知设备能实时检测机器人的生产状态以及设备是否产生故障。为此，技术人员需要在力觉传感器以及图像处理等方面进行突破，以有效应对生产过程中产生的各种问题[4]。

在未来，机电一体化技术将会呈现出更加智能化的特征。技术人员需要参照人类的一些行为来完成对人工智能的逻辑

（上接第179页）进行实时监控。雨刷是在雨天工作时，保证驾驶人员有良好的视线。司机室前挡风玻璃和顶部玻璃上安装有雨刷器，由双速控制开关控制，并附加有玻璃洗涤的喷液机构，可通过按钮进行控制。接近开关，分别判别支腿的展开位置、配重的挂放状态、回转区域以及走行齿轮的啮合状态。

参考文献：

[1]朱启航.基于模块化设计的桥式起重机产品平台配置研究[J].南方农机,2018(2):72-73.[2]程贤福,陈诚.基于设计关联矩阵与可拓聚类的产品模块划分方法[J].机械设计,2012,29(1):5-9.[3]赵丽媛,常中龙,郝鹏飞.基于桥式起重机的电气模块化设计[J].

起重运输机械,2018,519(5):69-71.[4]阎伟.NS1601型铁路起重机电气系统设计特点[J].铁道车

辆,1999(6):35-36.

（收稿日期：2019-5-4）

2 结束语

文章以NS1602型起重机为例，将电气系统合理的模块化划分。实践证明，此划分方案可提高产品设计开发效率，快速应对市场的多样化，适应用户的个性化需求。

（上接第190页）放人类劳动力，设置编制较为复杂的程序动作，更是逐渐趋向于模仿人类思维组织过程，例如战胜围棋高手李世石的阿尔法狗。这些技术的发展方向便是使机器拥有原始的思维能力以及创新能力。以往传统的工业机器人是将机械控制作为研发核心，而未来则是以智能机器人的大脑中枢为研究中心。利用智能技术使机器人能自主感知问题、处理问题，但是在促进工业机器人的发展过程中，必须对机器人的自我意识进行警惕，要将机器人的控制权完全掌握在人类手中。

进行应用，还会在偏向智能化的方向上实现多种功能，会被广泛应用于各行各业。在此过程中需要注意的是，无论智能化机器人怎样发展，都要防止机器人产生自我意识，将其控制权完全掌握在人类手中。参考文献：

[1]孟英楠.工业机器人在自动化控制领域的应用[J].设备管理与维

修,2017(10):118-119.[2]金艳.工业机器人技术在自动化控制领域的应用探讨[J].中国设

备工程,2017(19):151-152.[3]寇晓晨.工业机器人技术在自动化控制领域的运用[J].南方农

机,2018(2):92.[4]邓必懋,朱涛.浅析我国工业机器人技术的产业化发展[J].机械

工程与自动化,2017(2):222-224.

（收稿日期：2019-5-20）

5 结束语

我国科学技术与社会经济的快速发展，使得工业机器人技术不断更新与完善，无论是工业机器人的使用功能还是工业机器人技术都有很大程度的提升。结合我国当前工业机器人的使用现状来看，较为复杂的自动化控制在工业机器人的身上已经实现，在未来，工业机器人不仅在自动化控制领域