工業機器人技術在自動化控制領域的實踐

劉喜慶 宋佳佳

摘 ?要：科技實力的飛速發展，使得機器人領域以及自動化控制行業有了前所未有的發展，在這個發展的過程當中，越來越多的新奇技術手段暴露在了人們的視線當中。此外，這些新技術的問世，也給整個人類社會的長期穩定發展做出了巨大貢獻。為了更好地確保相關領域有著持續上升的發展前景，更好地令機器人服務社會、造福人類，有必要針對自動化的技術手段，在搭配上工業機器人的相關技術支持，總結與提煉出一套合適的可行性法則，在法則的幫助下，協調兩個領域之間的關系，提升整個社會工業階段的發展和生產力。該文著重針對現代社會當中，工業機器人以及自動化的控制在實踐方面做出分析見解。

關鍵詞：工業機器人 ?工業自動化 ?種類 ?實踐應用

中圖分類號：TP242.2 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（b）-0045-02

談及機器人，相信很多人都不會感到陌生，早在20世紀末，機器人的概念就被提出，并且在21世紀實現了這一構想。現如今，機器人已經遍布了整個人類生存和生產社會的各個角落，從家庭當中的掃地機器人，到工業領域的自動分類識別機器人，乃至重工業領域當中的重型機器人等，都已經實現了從構想到生產力的轉變過程，在應用方面發揮著巨大的作用。為了更好地了解并且認識工業機器人以及自動化控制這兩個專有名詞，更好地開展對于機器人技術手段的發展和研究，該文主要從3個方面進行講述，分別是機器人控制系統、控制方式以及機器人的應用場景。

1 ?工業機器人控制系統的特點

機器人，顧名思義，其主要組成部分為機械，通過實現指令、完成任務，進而幫助人類減輕勞務方面的壓力。針對機器人本身而言，其缺乏自主思考的能力，使得機器人在工作的過程當中不會對工作產生厭煩和枯燥心理，更甚至，機器人根本不明白自己當前正在執行的工作到底有什么樣的效果。要想實現對于機器人的控制，只需要掌握控制機器人系統的方式即可。通常而言，機器人控制系統方面有幾個顯著的特點：第一，機器人的移動和參照物選擇，和人類的直觀感受稍有不同，機器人由于缺乏對于外界進行探索并且集中處理的能力，使得在機器人完成任務的過程當中，更多的是依照工程設計人員所設計的參照物進行運作，并且嚴格按照工程人員所設置的坐標系進行運轉，依照設計好的路線進行工作的開展。因此，倘若要想給機器人設計一個工作目標，勢必需要先將路線給機器人編程好。第二，機器人也并不是一成不變的。在任務的開展過程當中，適當地給機器人一些更多的自由度，給機器人更大的自由空間，可以有效地幫助機器人開展工作。在對于一件事情的處理過程中，巧妙地借助機器人的自由度，可以實現更多種方式完成工作任務，避免了機器程序的單一性，提升了整體的自動化和智能性。第三，機器人缺乏一種和外界進行溝通的方式[1]。機器人沒有辦法和人類相比，因此，在工作分配的過程中，沒有辦法像和人類交流一樣通過簡短的語言完成。為了更好地解決這一問題，計算機代碼以及匯編語言就很好地肩負起了人類和計算機進行溝通的重任。借助于計算機代碼的形式，使機器人可以明確人類的主觀思想和行為習慣，明確工程的目的以及自己需要完成的任務，最終實現人類對于機器人的控制。

2 ?工業機器人控制系統的主要功能

工業化機器人的系統控制，在應用階段，有著廣闊的應用市場。眾多領域的交界處，機器人就處于一個承接的身份和位置。由此，不難看出，機器人自身并不是單純的一種工程實現功能，還可以借助于自動化控制系統，實現更多自動化控制系統任務的完成和目標的實現。

2.1 運動控制功能

運動控制是機器人進行自身移動的一個重要憑證，并且運動控制還是機器人完成任務的最基礎保障。通過對機器人的運動控制開展自動化系統控制模式，可以實現對于機器人自身形態的變化、自身速度的調整以及自身機械臂等輔助工作完成的器械進行控制，進而實現對工作的完成和實現，從而實現人類對機器人的更進一步控制，使機器人可以按照提前的設定進行工作的完成。

2.2 示教再現功能

示教再現，從字面上不難看出，這是一種和學習有關的技術手段。應用在機器人身上，就可以更為顯著地發展，機器人通過對于一種操作的學習，最終落實到實踐當中，以一種示范型的學習方式，使得機器人可以開展學習任務，豐富工程開展的多樣化[2]。這種學習方式，可以有效地提升機器人整體的工作速率，因為往往一個簡單的動作學習，可以在實際機器人工作的過程中發揮巨大的作用。而對于那些已經學習成功的內容，就可以利用網絡的傳遞性，“教”會更多的機器人，實現一項知識的大面積使用。

3 ?工業機器人的控制方式

3.1 點位控制方式

點位控制方式是一種通過對于機器人前進路徑設置點位的方式，通過機器人不斷完成一個個點位的目標，最終實現一種系統化的控制手段。這種控制方式是借助于機器人的末端執行器，通過末端執行器的輔助作用，使機器人可以形成一種類似于多線程的工作模式，在不斷完成一項項小的任務時，逐步實現對于整體大的工作流程的完成。通過點位控制方式，可以有效地提升機器人的工程準確性，便于幫助機器人快速、準確地完成工作任務，將指定的工作目標分布在末端執行器當中，在固定的位置完成固定的工作，避免了錯誤的發生。可是這種控制方式，在機器人的運動軌跡方面，卻起不到任何的幫助作用，也就是沒辦法控制機器人的運作軌跡。

3.2 連續軌跡控制方式

這種控制方式相較于點位控制方式，最大的改變就是解決了運作軌跡沒辦法控制的缺點和遺憾。通過連續軌跡控制方式，仍舊借助于機器人的末端執行器，將指令“連續”地完成，而不再是分隔成為一個個小的工作進行解決和實現。這種方式最突出的改變就是提升了機器人的工作效率，在解決了機器人出錯的問題基礎上，提升了對于一項工程的完成速率。

3.3 智能控制方式

智能控制方式是當前被采用的最為廣泛的一種形式。顧名思義，智能控制方式就是借助于自動化，實現機器人的自主化判斷，進而完成指定的工作和任務。為了實現智能控制方式，需要借助于幾個大的方面的硬件輔助。在數字化發展頗為迅速的今天，智能化的設備手段已經遍布了整個社會的各個角落，深入了尋常百姓的家中。不出意外，這一項技術手段也被完完全全地落實在了工業機器人的控制方式中[3]。通過對于外界傳感器，實現對于外界環境的掌控和探索，最終記錄所探索發現到的內容數據，對于這些數據進行加以分析，進而自主化的總結出一條解決問題最為妥善的方式，從時間、出錯率等多方面，機器人可以實現方案的自主制定和選擇，最終開展工作任務。在這種控制方式下的機器人，可以在一些比較緊急的狀況下，自發性的探索解決方案，大幅度降低了可能會發生的損失。

4 ?結語

總體來說，機器人的發展和普及是未來科技社會的必要途徑，通過工業機器人數量的增多，以及自動化控制手段的熟練，未來的機器人一定會比現在更加智能，未來的機器人所能肩負起的責任，也遠非今天的機器人所能比擬，從工程的完成度、工程的完工速率以及工程開展過程中所出現的意外損失，都會有一個翻天覆地的變化。相信在不遠的未來，機器人一定會成為人類生產和生活的有效助力，在人類的生產和生活當中發揮巨大的作用。

參考文獻

[1] 李耀貴，楊斌，劉睿.工業機器人在自動化控制領域的實際應用分析[J].新型工業化，2019（4）：69-72.

[2] 孟英楠.工業機器人在自動化控制領域的應用[J].設備管理與維修，2017（10）：118-119.

[3] 常春陽，王磊.淺談PLC控制的工業機器人組裝系統[J].內燃機與配件，2017（20）：128.