產業機器人電氣自動化技術的有效應用*

王圓星，郭洪月，陳 鵬，李洪誼

（沈陽通用機器人技術股份有限公司，遼寧 沈陽 110179）

近年來，我國科技日益深入，產業機器人蓬勃發展，在社會生產的諸多領域均發揮著關鍵作用，極大地加快了行業發展的速度，提高了企業生產中的自動化水平，為我國經濟和社會的發展奠定了堅實的基礎。產業機器人的發展過程中，電氣自動化技術得以廣泛應用，該技術是產業機器人得以革新優化的技術基礎，對于提升產業機器人技術水平、推動社會前行有著十分積極的現實意義。

1 產業機器人及電氣自動化技術概述

1.1 產業機器人

產業機器人通常也被稱為工業機器人，需要以計算機技術為基礎，控制各項電氣元件，從而實現生產智能化建設的總體目標。在產業機器人應用的過程中，該技術可在三維空間中完成多個環節的標準化作業，且產業機器人的功能十分豐富，自由靈活。如在工業生產中，機器人的手腕和手臂等部位均由多種電氣元件組成，可采用可編程控制器完成電氣元件操作和動作，全方位滿足工業生產的核心需求。另外，高級別的機器人也具備完善的感覺、識別和決策功能，可根據外部條件完成數據分析工作，在數據測算的基礎上嚴格控制電器元件做出各項標準化動作。

產業機器人高度融合了多項精密化及智能化技術，擁有軟件應用開發等多種科學完善的控制制造技術，包含實時檢測功能、控制功能、優化運行功能、調整功能和輔助生產決策等功能，能有效降低企業的生產成本，提高企業生產的自動化水平，也可降低企業生產中產生的資源、人力、物力和資金消耗，對于智能化建設起到了重要的促進作用。

1.2 電氣自動化技術

電氣自動化技術融合了通信技術、計算機技術和運動控制技術，在電力生產和電氣應用中所使用的新興技術可實現內部調控和檢測，自動控制和檢測元件，同時還具備自動化和智能化等優勢。在電力生產和應用中，合理應用該技術不僅可全面維護生產安全，也可提高電氣工程的效率。

2 產業機器人的技術特點

2.1 先進技術種類較多

產業機器人融入了諸多先進技術，如智能化技術、自動化技術、軟件應用開發技術、精密化技術等，產業機器人的功能不斷被完善，應用范圍逐漸擴大。在先進技術的支持下，產業機器人可做到實時檢測、控制、調節、調度，不僅可提高信息口令傳輸效率，加快生產作業，還可實現資源的合理利用，降低成本損耗，提高企業生產力。

2.2 自動化程度高

產業機器人及其相配套的自動化裝備應用，為精細化生產目標的實現奠定了基礎。產業機器人及其智能化設備可完全依靠計算機、動力機械等做到全過程管控，信息數據傳輸及共享效率加快，滿足現今發展需求，為后續發展做出突出貢獻。

2.3 自由化水平較高

工業機器人的控制能力較強，為充分展現其控制能力，工業機器人需要各機構的全力配合，充分展現機器人的控制能力。輔助機構的形式十分自由，且其控制力與自由度成正相關關系。為加強復雜結構的工業機器人的控制能力，推動工業生產的順利進行，應當不斷提高自由度。現階段，復雜機器人的自由度已超過100，簡單機器人自由度只有4。

2.4 路徑優化能力強

在應對生產活動中的諸多活動路徑時，工業機器人在生產活動中可嚴格執行設定的程序，結合設定的算法自動優化路徑，選擇最佳路徑。

2.5 適應性強

現階段，電氣自動化技術的適應性明顯增強，且操作方式靈活多變，與傳統自動化技術之間存在較為明顯的差異。同時，在應用電氣自動化技術的過程中，工作人員僅需簡單操作便可有效控制系統運行狀態，無需人工操作便可保證系統運行的效果，全面滿足人們的操作和使用要求，有利于現代電氣工程的穩定發展。電氣工程自動化在適應性上也有十分明顯的優勢，可顯著提高系統運行效率。在未來的建設和發展過程中，自動化、網絡化和智能化也將成為社會生產中主流的發展趨勢，在方便人們日常生活的同時，也推動著社會的穩步前行。

3 產業機器人電氣自動化技術的有效應用

3.1 新生代電氣自動化技術的應用

電氣自動化技術融入了信息技術、自動化控制技術、計算機技術等多項內容，將其與產業機器人結合，可優化傳統的生產流程，降低生產環節的復雜性，同時借助各項技術的精密控制，保證指令、信息數據傳輸和接收的效率，避免因指令出錯而引起生產問題，提高生產機器人的作業效率，改進產品質量，創造更高的經濟效益[1]。

在電氣自動化技術的作用下，產業機器人在保留原有優勢的基礎上，增強自身學習和自主創造能力，可很好地代替作業人員完成各項指標，避免偏差或失誤的情況產生。在產業機器人中，伺服電機、控制器等都屬于其核心組成部分，對精確度與穩定性的要求都很高，特別是對于醫療機器人。為實現長遠的突破性發展，必須全面促進整體技術水平的顯著提升。

此外，電氣自動化技術的應用可做好模塊化、嵌入式控制系統、高精密控制系統的設置，實現產業機器人功能性的進一步完善，對傳統的產業機器人系統加以優化和調整，增設網絡通信、仿真模擬等功能項目，以改進產業機器人生產作業處理效率。另外，隨著技術水平的優化，在原有基礎上突破和創新技術上，可開發出更多新型技術軟件，加快產業機器人作業進程。

3.2 在電氣設備中的應用

電氣設施設備的設計需要全方位順應自動化運行的要求，在設計的過程中科學應用產業機器人技術，由于電氣設備系統較復雜，涵蓋了多種知識與技能在設計的過程中要合理應用先進技術完成算法設置，精確計算電氣設備系統設計中的各項參數，從而為后續電氣設備控制系統設計奠定堅實的基礎，保證設備運行效率[2]。

3.3 在簡化自控流程中的應用

電氣領域自動化控制是非常復雜的過程，對各個環節要求都很嚴格，如果某環節出現問題就會引發嚴重危害，造成經濟損失。產業機器人技術的有效應用，能夠科學合理分析設備使用狀況與故障等，以此采取有效的處理方式，盡量保證電氣自動化控制工作效率與質量。此技術的利用，還能夠實現遠程化檢修，簡化過程。

3.4 在汽車生產中的應用

汽車生產中機器人視覺系統是一個集合多種技術的科技，主要包括電氣自動化以及電子計算機技術。如今，電氣自動化在汽車生產領域的應用范圍擴大，而機器人視覺系統就是電氣自動化技術中比較新穎且高端的技術。汽車生產中機器人視覺系統的電氣自動化技術可以在汽車的尺寸檢測中得到應用，以往在進行尺寸檢測時采用的方式是人工檢測，需要花費大量的人力，這給汽車生產企業帶來了人力負擔，檢測效果也不能夠很好地達到標準，因為人工會受到環境等很多外界因素的影響，檢測工作質量也會受到影響。機器人視覺系統可以代替人工進行尺寸檢測，不僅節省了大量人力，還提升了尺寸檢測的精確度。

4 產業機器人電氣自動化技術的發展趨勢

4.1 產業機器人未來的主流發展趨勢

產業機器人應用的過程中，已經從傳統的體力勞動向腦力勞動轉化，在非標準化的建設和生產中也充分展示了自身獨特的優勢。比如，合理利用神經網絡技術，使人工智能具備自主學習意識和觀念，準確識別圖片中的形象。產業機器人也是未來社會生產中的主流發展趨勢，可應用于原本只能由人工涉足的多個領域，完成非線性任務，能夠在生產決策的過程中展示自身的價值。實際上，很多人對人工智能技術存在認識和理解上的偏差，認為人類和機器人存在著十分顯著的差異。但從客觀角度來說，機器人與人類相比，具有十分獨特的優勢，機器人能夠充分利用高效、無限制和極度擴張的特點發揮其作用和功能。但是產業機器人也存在明顯的不足，不具備高度復雜化的神經網絡。在分組作業機制的支持下，產業機器人也可突破上述限制，推動產業的穩定發展[3]。

在發達國家，產業機器人已經逐漸被應用到新聞編輯領域、系統交易及醫療等領域中，大大降低了人們的工作量，實現對整個工作流程的科學管控。產業機器人的發展和應用，解放了人們的雙手，在縮減人員工作量的同時，注重腦力勞動及創造性勞動，為人們日后工作帶來便利。

進入信息時代后，自動化、智能化技術應用頻率提高，為產業機器人進步和優化提供動力支持，尤其是在一些精密性強、危險性大的產業內，如汽車、電子制造、塑料橡膠、視頻等，均提高了產業機器人的應用頻率，為各領域轉型發展奠定基礎。

4.2 產業機器人的自動化技術發展趨勢

電氣自動化技術是工業發展的必然產物，也是推動工業改革發展的關鍵。傳統生產作業中，多是由機械設備與人工相配合的方式實現對各生產流水線的管理和控制，即使使用了人工智能技術，也局限于某一環節，普及率不高。隨著技術水平的提高，電氣自動化技術也在不斷完善，再加上與互聯網、物聯網的有效連接，技術水平將得到進一步提升，實現從低頻往高頻方向的轉變，滿足產業機器人高速活動的需求[4]。

另外，電氣自動化技術與計算機技術有效融合，將傳統的人為控制方式轉變成自動化控制模式，降低控制難度，加大機器設備管控力度，能有效解決存在的各種問題，突顯電氣系統的通用性和可操作性。

5 結束語

產業機器人的發展及與電氣自動化技術的融合，可實現自動化、智能化管控目標，加快生產任務完成速度，實現對電氣設備的實時監督和控制，從而在降低人力損耗的基礎上，全面改進工作質量，提高生產效益，為日后電氣自動化的發展奠定基礎。