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工业机器人在自动化控制中的应用研究

彭饶

中核四0四有限公司,732850

摘要: 随着我国科学技术的迭代更新,智能化、现代化成为各行各业重要的发展方向。工业机器人成为工业生产中较为常见的自动化控制技术。合理应用工业机器人,不仅提高了生产力水平,亦有利于增加企业经济效益。为充分挖掘工业机器人价值,生产者需借助核心技术不断优化控制效果,并有效提升工业机器人的自动化控制水平。本文结合生产实践,分析了工业机器人在自动化控制中的具体应用。
关键词: 工业机器人;自动化控制;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157075
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相较于西方发达国家,我国在工业机器人应用领域方面的研究起步时间较晚,仍处于初步发展阶段,具有着较大发展空间。近年来,随着科学技术更新迭代速度加快,工业机器人研究领域亦取得了相应的进步与突破。尤其,将其与工业生产自动化相结合,改善了工业生产环境,提高了工业生产自动化、智能化水平。将工业机器应用到工业生产中,解决了工业生产中单调劳动力应用中的弊端,将生产者从过往重复性的操作中解脱出来,使得工业生产朝着智能化、自动化、现代化方向发展。

1 工业机器人概述

1.1功能分类

1.1.1 自动控制

工业机器人自由度较高,可结合自身动力与控制力自动执行相应命令,命令来源既可以是事先设定好的程序,亦可接受人类指挥。将工业机器人应用到自动化控制领域后,操作人员在输入相应程序后,结合机器人功能情况保留相应的输入信息,并匹配工作情况提取有用信息,为后续控制工作顺利进行提供数据支撑。

1.1.2 应用控制

应用控制功能是工业机器人核心功能。在应用控制环节,其可按照事先确定好的运动速度与形态运行,亦可计算出周边信息,结合计算结果有效明确运动路线,继而不断优化控制模式。

1.1.3 自动反馈功能

自动反馈功能是工业机器人的另一项功能。运行过程中,其可结合运行线路情况及时调整状态与姿势位置,亦可结合其运行状态与位置及时反馈运动状态,到达共享信息与全面提高工业机器人运动成效的目的。

1.2 自动控制方式

1.2.1 智能控制

较强的环境适应性是智能控制模式下的工业机器人的重要特点。智能控制即工业机器人以传感器为支撑,采集周围环境信息,并将信息及时传输给控制系统。运行状态线下的控制系统会分析与传送操作指令,继而全面提升机器人自动化与智能化水平。

1.2.2 触觉控制

为提高工业机器人运行效率与运行动作精准性、安全性,机器人需借助触觉控制方式与周围环境接触,并在动作上相互配合,充分发挥自动控制的应有价值。

1.2.3 智能教学

智能教学模式下,机器人在动作、行为、速度上均需严格遵循相应标准规范,使得机器人位置与状态均可得到科学有效的管控。

1.2.4 位置控制

运行状态下的工业机器人可完成智能化操作,有效缩减生产目标与自身之间的差距,并选择最佳的路线实施操作行为。

2工业机器人的控制系统结构

2.1 主从式控制

随着工业发展需求的变化,工业机器人亦需结合时代发展需求与市场变化不断创新求变,有效拓展其应用途径,丰富其使用功能,继而为其被广泛应用到各领域营造良好条件。从控制系统结构视角来看,主从式控制系统结构可有效改善弧焊机器人运行模式。此种控制模式下,往往需两台计算机共同协作进行运行数据管理与控制决策。一台计算机负责收集、记录与管理弧焊机器人作业情况,并对比分析作业参数,有效判断机器人运行状况。另一台计算机可与控制系统协作完成计算操作,借助多余内存与CPU相互联结,全面提高两台计算机协同作业质量与效率。

2.2 集中控制

集中控制模式多被应用于管控工业机器人运行状态,在计算机辅助下全面调控工作措施。为强化数据分析与命令控制功能间的联结,需不断优化计算机应用功能。在集中式控制模式下衍生出了主从式控制模式,实现了两台计算机共同执行操作命令的目标。

2.3 分布式控制

分布式控制模式是对主从式控制系统的更新与优化,在自动化控制技术中的应用范围较为广泛。其在传承主从式控制系统应用优势基础上,同步实施轨迹插补运行操作,不断优化坐标数据信息。分布式控制模式下,在CPU支撑下,有序实施各项运行措施。此外,运行任务可被细化为各项目标,确保系统运行工作顺利进行,全面提高控制效率运行质效。

3 具体应用

从目前应用情况来看,工业机器人被广泛应用到汽车制造行业、医疗领域、橡胶塑料工业等不同领域。以下内容结合相关领域分析了工业机器人的自动化控制应用。

3.1 汽车制造行业

完整的汽车制造会涵盖焊接、检测、搬运、喷漆、装配等各个环节。一是焊接环节,合理应用焊接机器人有利于其结合车身结构、承重大梁形式等,有序开展焊接操作,以此提高焊接精准性与提升焊接自动化水平。二是合理开展装配控制。装配环节,工业机器人需满足多个传感器建设需要,从视觉、触觉、听觉等多元化角度进行精准化判断,减少重复性操作行为,缩减工作时间,提高工作效率。三是合理开展搬运操作。完成抓取零件等工作内容后,可借助工业机器人实施零部件搬运与安装操作,将工作人员从简单化、重复性的工作中解脱出来,继而提高汽车安装精准性。四是检测应用。以自动化机器人为支撑,有序开展零部件分类操作。在汽车生产环节,工作人员采用搬运和组装方法实施汽车质量检测,检测工作完成后,应用计算机功能生成模型与输出图像,有效缩减汽车质量误差。五是喷涂喷漆环节,工业机器人在高度自由基础上调整位置,缩减工作量,全面提高工作质效。合理应用工业机器人有利于将工作人员从劳作繁重且危险系数高的喷涂喷漆环节解脱出来。此外,工业机器人可对零件进行全方位处理,确保汽车颜色与光泽度符合喷涂喷漆规范。

3.2 医疗领域应用

在医疗领域,智能机器人可在医生操作下完成部分手术操作,以此提高手术操作质效。从应用实践来看,可将医疗操作细化为智能机器人手术操作、病床操作、康复操作等较为常见的操作内容。合理应用工业机器人拓宽了工作路径,提高了工作质量与效率。

3.3 橡胶与塑料领域

塑料制品行业生产难度较大,对生产环境安全性提出了较高要求。机械制造为生产工业中的二次加工,合理应用相关工具装置,有利于整合与加工原材料。此外,工业机器人可在严格的环境下实施标准化操作,将工作人员从难度较大的人工操作模式下解脱出来,并转化为机器人操作形式,全面提高橡胶与塑料领域的生产成效。

3.4 铸造行业

铸造行业整体的生产环境较为恶劣,且工作人员需置身于高温环境。若存在人工失误,会直接加大环境污染几率。引入工业机器人后,可由机器人代替人工在高温下工作,提升了生产先进性,亦有利于提高工作成效,增加生产企业经济效益。

4 结束语

总而言之,将工业机器人与自动化控制操作相融合,改变了原有的工作思维,拓宽了工作路径,实现了生产操作的自动化与智能化。为充分挖掘工业机器人的价值,人们需合理认知工作机器人的功能、自动化控制方式、控制系统方式等,继而结合生产实践需求,将其合理应用到工业生产中。通过将工业机器人应用到汽车制造行业、医疗领域、橡胶塑料领域、铸造领域等不同领域,大幅度提高了各领域生产质量与效率,并为进一步更新与完善工业机器人积累了参考依据,推动工业机器人朝着现代化、智能化方向发展。

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