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摘要:随着科学技术的快速发展,工业机器人诞生了,并且已经广泛地应用在自动化控制领域中,工业机器人既需要自动控制技术和计算计技术,又需要传感器技术等,最近几年,人工智能技术已经广泛应用于各个领域。工业机器人能够长时间进行重复和单调的体力劳动,还能够将许多人工作业进行有效地替代。
关键词:工业机器人;自动化控制;方式;应用
1前言
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
2工业自动化功能与特点
2.1功能
工业机器人通常有着众多的功能,其中示教再现与运动控制是两项最主要的功能。自动控制中工业机器人可以发挥示教功能。操作中工作人员要提前将机器人的运行速度、所在位置等数据输入控制系统。利用机器人的记忆系统,存储这些相关信息。随后编辑机器人动作代码,同样输入控制系统。在运行机器人的过程中,机器人会提前调动记忆系统中的各种指令,这些指令操作影响着机器人程序,实现了再现示教指令的目的。比如,汽车生产中这项技术的价值就得到了最大化发挥。面对经济与科技的快速发展,工业机器人已经成为了社会非常常见的技术与工具。工业机器人能够代替人类进入高危、高温环境,取代人类完成体力消耗大、重复性高的任务。工业机器人的广泛使用可以避免与减少工业生产中的人员伤亡问题,因其本身有着强大的适应能力与工作能力,所以工业机器人的运作效率提高了工厂的生产能力。比如装配机器人、喷涂机器人、喷漆机器人、搬运机器人、检测机器人、焊接机器人等。这些机器人有效地完成人类下达的工作任务、工作要求。控制机器人运动时,需要机器人操作系统运行速度、直线功能的完美发挥。当然,有时候则利用导轨引导机器人行走。机器人大多配备了触觉传感器、视觉传感器与听觉传感器,满足了不同环境的适应要求。
2.2特征
工业机器人能够大幅降低工作劳动力,在自动化技术的支持下,人们从繁重的劳作中得到解放。工业机器人能够帮助人类解决各类风险,减少了各类危机事件对人类生产、人类创造的影响。机器人的设计过程中,对结构、力学要求非常紧凑。人们一般使用坐标描述机器人状态,也可以用坐标改变机器人状态和运动情况。绝大多数工业机器人都有着智能化特性。工业机器人按照内部程序与智能系统完成对应岗位的任务与要求,是按照人类想法、人类意识工作的自动化工具。操作工业机器人仅需改变机器人的操作参数、程序指令即可。通过调整与改变机器人参数,机器人运行状态就会出现很大的变化。一般来说,机器人大多能够联网,利用网络(通常为内网)信息库完成决策、管理与技术操作。
3工业机器人组成与控制方式
3.1机器人组成
组成以结构角度来看,机器人总共分为主体部分、驱动系统与控制系统三部分,其身体大多有着良好的运动能力,比如手腕臂都有良好的自由度。通常机器人手臂自由度为4~5,机器人手腕自由度为2~3,机器人手自由度为4~7。
机器人驱动程序包括传输装置与动力机构两部分。控制系统包括驱动系统与操作系统两部分。机器人主要装置包括轴控制器、示教盒、传感器接口、计算机以及各种各样的辅助装置。工业机器人可以有效处理微机与微处理器发出的指令,完成不同机构调度和操作。利用人工演示与存储装置完成人机之间的交互操作。传感器等同于人类各种感官,比如视觉、听觉、触觉等感官,这些感官在机器人当中影响着机器人运行速度、对自身位置的掌握以及设备运行控制能力。控制机器人的过程中,辅助装置的作用非常突出,是绝对不容小视的一分内容。所有机器人装置都是独立的,不同装置之间不会相互干扰。不过一些特定的条件下,这些装置实际上发挥着相互制约的作用。正因为有了这些前提,机器人才能够自动操作。
3.2机器人控制方式
首先,机器人大多应用智能控制模式。利用各种传感器接受周围环境信息,随后这些信息会进入控制系统。在控制系统的作用下,完成不同操作指令的传送与分析,从而使机器人能够自动运行、智能操作,是保障环境适应性的重要前提。其次,机器人大多使用触觉控制模式。运行过程中,机器人在触觉控制的支持下,能有效保障机器人使用效率,确保机器人的安全运行与准确运行。机器人需要利用触觉方式感知周围环境,在动作配合中自动控制同样发挥着重要作用。此外,机器人一般有智能教学系统。机器人的操作、行为、动作、速度一切按照规定标准、规定要求进行。机器人的所处状态、所在位置能够得到全方位控制。最后,机器人位置控制。在机器人运行中需要依靠智能系统操作,明白自身与目标之间的距离,进而选择最近道路到达对应目的地开展工作。
4工业机器人的应用
4.1工业领域应用工业机器人凭借出众的性能与运作能力成功地进入了工业生产领域。因工业机器人能够处理很多人类所无法面对的困难场景且工业机器人的工作效率、工作精度远超于绝大多数人类,因此工业机器人大多用于焊接、物料搬运、检测与装备当中。焊接过程中大多为焊接重型构件,比如车架焊接、船体焊接。因工业机器人能够忍耐更高的温度,所以工业机器人还被用于高温环境焊接工作。工业机器人物料搬运指的是在面对一些无法用人力携带的情况下,由机器人完成物品搬运。此外,因机器人并不存在心情变化因素,所以很多工业机器人还被指派处理反复挑拣、包装一类的枯燥任务。在处理这些任务与要求的过程中,机器人能够有效地保障效率、质量。另外,检测也是工业机器人的常见工作。检测对象主要包括紫外线、微波等人类无法检测的任务。这类任务需要一定技术和工具,而机器人大多配备了这些技术与工具,所以能够轻松地处理这些任务。装配是工业生产中的重要环节,设备装配的好坏将直接决定设备以后的性能与使用能力。装配指的是将机器人直接应用于重复、枯燥、笨重、复杂的装配任务中。
4.2医疗领域应用
在医疗领域中工业机器人同样发挥着不容小视的作用。以当前案例来看,世界出现了很多例医疗领域应用工业机器人的情况,比如利用智能机器人完成医疗手术。当然该技术如今还不够成熟,只能应对与处理比较简单的项目。不过正因该技术取得了一定成功,所以意味着智能机器人很有可能会成为未来医疗领域的常客。工业机器人能够实现病人的手术操作、救援、运输以及恢复。目前比较常见的设备与技术包括智能机器手术操作、智能机器床等,这些新颖、先进的技术设备改变了人们对生活的生活态度与认知水平。
5结束语
综上所述,科学技术和社会经济都在快速地发展,工业机器人无论是功能上,还是技术上,都很大程度地提高了,比较复杂的自动化控制已经得以有效地实现。随着科学技术的不断发展,工业自动化技术也在不断的进步和提升,工业机器人会更加广泛应用于各个领域,从而将更多的便利带给社会的生产活动。
参考文献:
[1]刘振辉.工业机器人在自动化控制中的应用研究[J].电子世界.2018(10)
[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)
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