工業機器人在自動化控制中的應用

褚玉哲

(哈工大機器人智能制造有限公司，北京 朝陽 100101)

1 對工業機器人發展現狀和未來發展前景的分析

總的來看，我國的機器人制造業中核心零件大多數為日資企業和國外高新技術企業所制造，而我國僅在機器人組裝和多數零件的二次加工和零部件售后服務等工作。要想使我國在機器人發展和制造領域得到進一步的提高，打破歐美國家對高新科技的壟斷，必須在工業機器人的制作工藝、芯片精度、減速器研發、伺服系統、控制器研發改造領域得到突破。我國工業機器人要想得到長遠發展和對核心技術的掌握，就要明確未來的發展規劃，對高新尖端技術做出突破，并在國家的政策引導下，增強對工業機器人的科研力度，使我國工人機器人整體發展趨向于快速發展水平，奔著低能耗高效果的目標不斷前進。

2 工業機器人的控制功能與特點

2.1 工業機器人的功能

工業機器人復雜的操作和運行方式主要以運動控制功能和示范教學再現為基礎進行學習與記憶。機器人憑借感知系統和驅動系統，可以對感知到的并不熟悉的動作和運動方式傳達到自身的記憶系統，并對相關信息進行合理化儲備和整理，若在之后的操作中接收到有關信號，機器人就可以憑借示教再現功能進行對之前所儲存操作在再現。這些功能能夠使機器人勝任工業化生產中一些操作簡單、動作單一、工程量大、相對危險的工作，使工業生產率得以提升。在機車制造行業中，機器人技術得到了廣泛的應用，在機車焊接、鑄造、塑料、噴漆、變速箱等方面機器人就可以代替人工，并且可以發揮出高于人工的技術水平。

2.2 工業機器人控制系統的特點

機器人操作的復雜程度與機器人所需要的“自由度”密切相關，機器人所需要自由度的多少直接決定了機器人所從事工作的復雜和難易程度。自由度由協調服侍機構所組成多變量的控制系統，對機器人的操作進行控制。智能機器人是依靠機器人-環境交互系統、人機交互系統、控制系統和驅動系統作為基礎，由計算機對其伺服系統的協調控制使其按照人們的意愿進行一定的操作，來實現其智能化。機器人借助于龐大的數據庫、云計算、腦電波控制、互聯網嵌入來實現對問題的具體分析，通過不同的操作方式對問題進行解決，實現解決問題最優化。

3 工業機器人在自動化控制中的應用

3.1 汽車制造業

3.1.1 機器人點焊

汽車制造行業中車架的很多焊接工作都不能通過工人的操作達到技術標準，但將相關的技術信息以代碼或數據的方式傳輸都機器人的大腦終端——計算機，利用計算機對伺服系統的調控使原本人工不能操作并加以落實的點焊工作進行適當優化，將點焊效果逐步提升，實現點焊等諸多技術精度的提高和工作效率的提高。

3.1.2 機器人裝配

在汽車組裝過程中一些裝備細節極易被遺漏，使整個汽車裝配不得已重新拆分組裝配置。將機器人技術引入汽車裝配工作當中就可以避免或者減少此類事件的發生，現如今機器人裝配技術已經是機車工業化制造中的不可缺少的技術。對機器人裝配技術的運用可按時完成機車裝配，并且使機車裝配在按照相關裝配標準的情況下超高標準完成，提高我國機車產量，降低機車制造耗資，進而降低機車售價，便利大眾。

3.1.3 機器人檢測

汽車組裝完成后，還要對其安全性能做出具體的測評，以保證汽車的安全使用。利用機器人對汽車進行檢測主要使對汽車運行時的運行狀態、剎車等方面采集相關數據，并對其采集數據進行深入分析和與安全數據進行嚴格對比，以避免汽車出售后因機車本身問題造成事故。該技術在汽車制造業的應用不僅提高了機車的出廠合格率，并且可以推動汽車生產工藝的改革和創新發展，實現汽車出廠百分之百合格。

3.2 工業機器人在醫療領域的應用

3.2.1 康復機器人

因國務院發布的有關加快康復輔助器具的相關建議，想要建造一批康復性器具產業園和生產基地，實現康復器具智能化，加強醫學工學相結合，推動康復器具智能化創新。據不完全調查，在該意見發布之后的一年中，也就是2020年有關康復器具的生產研究費用突破7000億元，加快我國康復器具智能化的進程。

3.2.2 手術機器人

伴隨著中國通信技術的不斷發展，將智能機器人在醫療設施和醫療手術中也不再是夢想，5G通訊技術在一些醫療手術中已經得到了應用，雖然現在將機器人引入醫療手術中還有一定的困難，但我相信在科學技術不斷發展的情況下，將手術機器人融入醫療手術中將不再是夢想。

3.3 工業機器人在鑄造行業中的應用

工件鑄造業工作環境比較險惡，并且對環境也有一定的危害。因此正鑄造行業引入機器人工作可以避免因安全問題造成不必要的損耗，提高鑄造業的生產性能，使其安全順利的進行作業，提高鑄造業工效，實現安全和經濟的雙重收獲。

4 結語

綜上，如今世界各國的高新技術不斷發展，工業機器人在自動化控制中的應用使得工作更加便捷。工業中對工作效率的要求也使得工業機器人的價值日益顯現。工業機器人在現實中的應用效果十分明顯，不僅可以運用自動化控制，還可以高效學習和記憶；既可以為工人安全提供保障，又能夠提高工作效率。