工业机器人技术在自动化控制领域的实践

刘喜庆 宋佳佳

摘  要：科技实力的飞速发展，使得机器人领域以及自动化控制行业有了前所未有的发展，在这个发展的过程当中，越来越多的新奇技术手段暴露在了人们的视线当中。此外，这些新技术的问世，也给整个人类社会的长期稳定发展做出了巨大贡献。为了更好地确保相关领域有着持续上升的发展前景，更好地令机器人服务社会、造福人类，有必要针对自动化的技术手段，在搭配上工业机器人的相关技术支持，总结与提炼出一套合适的可行性法则，在法则的帮助下，协调两个领域之间的关系，提升整个社会工业阶段的发展和生产力。该文着重针对现代社会当中，工业机器人以及自动化的控制在实践方面做出分析见解。

关键词：工业机器人  工业自动化  种类  实践应用

中图分类号：TP242.2   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）06（b）-0045-02

谈及机器人，相信很多人都不会感到陌生，早在20世纪末，机器人的概念就被提出，并且在21世纪实现了这一构想。现如今，机器人已经遍布了整个人类生存和生產社会的各个角落，从家庭当中的扫地机器人，到工业领域的自动分类识别机器人，乃至重工业领域当中的重型机器人等，都已经实现了从构想到生产力的转变过程，在应用方面发挥着巨大的作用。为了更好地了解并且认识工业机器人以及自动化控制这两个专有名词，更好地开展对于机器人技术手段的发展和研究，该文主要从3个方面进行讲述，分别是机器人控制系统、控制方式以及机器人的应用场景。

1  工业机器人控制系统的特点

机器人，顾名思义，其主要组成部分为机械，通过实现指令、完成任务，进而帮助人类减轻劳务方面的压力。针对机器人本身而言，其缺乏自主思考的能力，使得机器人在工作的过程当中不会对工作产生厌烦和枯燥心理，更甚至，机器人根本不明白自己当前正在执行的工作到底有什么样的效果。要想实现对于机器人的控制，只需要掌握控制机器人系统的方式即可。通常而言，机器人控制系统方面有几个显著的特点：第一，机器人的移动和参照物选择，和人类的直观感受稍有不同，机器人由于缺乏对于外界进行探索并且集中处理的能力，使得在机器人完成任务的过程当中，更多的是依照工程设计人员所设计的参照物进行运作，并且严格按照工程人员所设置的坐标系进行运转，依照设计好的路线进行工作的开展。因此，倘若要想给机器人设计一个工作目标，势必需要先将路线给机器人编程好。第二，机器人也并不是一成不变的。在任务的开展过程当中，适当地给机器人一些更多的自由度，给机器人更大的自由空间，可以有效地帮助机器人开展工作。在对于一件事情的处理过程中，巧妙地借助机器人的自由度，可以实现更多种方式完成工作任务，避免了机器程序的单一性，提升了整体的自动化和智能性。第三，机器人缺乏一种和外界进行沟通的方式[1]。机器人没有办法和人类相比，因此，在工作分配的过程中，没有办法像和人类交流一样通过简短的语言完成。为了更好地解决这一问题，计算机代码以及汇编语言就很好地肩负起了人类和计算机进行沟通的重任。借助于计算机代码的形式，使机器人可以明确人类的主观思想和行为习惯，明确工程的目的以及自己需要完成的任务，最终实现人类对于机器人的控制。

2  工业机器人控制系统的主要功能

工业化机器人的系统控制，在应用阶段，有着广阔的应用市场。众多领域的交界处，机器人就处于一个承接的身份和位置。由此，不难看出，机器人自身并不是单纯的一种工程实现功能，还可以借助于自动化控制系统，实现更多自动化控制系统任务的完成和目标的实现。

2.1 运动控制功能

运动控制是机器人进行自身移动的一个重要凭证，并且运动控制还是机器人完成任务的最基础保障。通过对机器人的运动控制开展自动化系统控制模式，可以实现对于机器人自身形态的变化、自身速度的调整以及自身机械臂等辅助工作完成的器械进行控制，进而实现对工作的完成和实现，从而实现人类对机器人的更进一步控制，使机器人可以按照提前的设定进行工作的完成。

2.2 示教再现功能

示教再现，从字面上不难看出，这是一种和学习有关的技术手段。应用在机器人身上，就可以更为显著地发展，机器人通过对于一种操作的学习，最终落实到实践当中，以一种示范型的学习方式，使得机器人可以开展学习任务，丰富工程开展的多样化[2]。这种学习方式，可以有效地提升机器人整体的工作速率，因为往往一个简单的动作学习，可以在实际机器人工作的过程中发挥巨大的作用。而对于那些已经学习成功的内容，就可以利用网络的传递性，“教”会更多的机器人，实现一项知识的大面积使用。

3  工业机器人的控制方式

3.1 点位控制方式

点位控制方式是一种通过对于机器人前进路径设置点位的方式，通过机器人不断完成一个个点位的目标，最终实现一种系统化的控制手段。这种控制方式是借助于机器人的末端执行器，通过末端执行器的辅助作用，使机器人可以形成一种类似于多线程的工作模式，在不断完成一项项小的任务时，逐步实现对于整体大的工作流程的完成。通过点位控制方式，可以有效地提升机器人的工程准确性，便于帮助机器人快速、准确地完成工作任务，将指定的工作目标分布在末端执行器当中，在固定的位置完成固定的工作，避免了错误的发生。可是这种控制方式，在机器人的运动轨迹方面，却起不到任何的帮助作用，也就是没办法控制机器人的运作轨迹。

3.2 连续轨迹控制方式

这种控制方式相较于点位控制方式，最大的改变就是解决了运作轨迹没办法控制的缺点和遗憾。通过连续轨迹控制方式，仍旧借助于机器人的末端执行器，将指令“连续”地完成，而不再是分隔成为一个个小的工作进行解决和实现。这种方式最突出的改变就是提升了机器人的工作效率，在解决了机器人出错的问题基础上，提升了对于一项工程的完成速率。

3.3 智能控制方式

智能控制方式是当前被采用的最为广泛的一种形式。顾名思义，智能控制方式就是借助于自动化，实现机器人的自主化判断，进而完成指定的工作和任务。为了实现智能控制方式，需要借助于几个大的方面的硬件辅助。在数字化发展颇为迅速的今天，智能化的设备手段已经遍布了整个社会的各个角落，深入了寻常百姓的家中。不出意外，这一项技术手段也被完完全全地落实在了工业机器人的控制方式中[3]。通过对于外界传感器，实现对于外界环境的掌控和探索，最终记录所探索发现到的内容数据，对于这些数据进行加以分析，进而自主化的总结出一条解决问题最为妥善的方式，从时间、出错率等多方面，机器人可以实现方案的自主制定和选择，最终开展工作任务。在这种控制方式下的机器人，可以在一些比较紧急的状况下，自发性的探索解决方案，大幅度降低了可能会发生的损失。

4  结语

总体来说，机器人的发展和普及是未来科技社会的必要途径，通过工业机器人数量的增多，以及自动化控制手段的熟练，未来的机器人一定会比现在更加智能，未来的机器人所能肩负起的责任，也远非今天的机器人所能比拟，从工程的完成度、工程的完工速率以及工程开展过程中所出现的意外损失，都会有一个翻天覆地的变化。相信在不远的未来，机器人一定会成为人类生产和生活的有效助力，在人类的生产和生活当中发挥巨大的作用。

参考文献

[1] 李耀贵，杨斌，刘睿.工业机器人在自动化控制领域的实际应用分析[J].新型工业化，2019（4）：69-72.

[2] 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.

[3] 常春阳，王磊.浅谈PLC控制的工业机器人组装系统[J].内燃机与配件，2017（20）：128.