工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法分析

王娟

摘 要 隨著改革開放進(jìn)程的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)從一個(gè)完全農(nóng)業(yè)化的發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)型成為半工業(yè)化的發(fā)展中國(guó)家，促進(jìn)了工業(yè)水平的進(jìn)一步提升。這就使得工業(yè)機(jī)器人在社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮出自身的關(guān)鍵作用，尤其是在汽車制造、生物科技、電氣工程等方面，工業(yè)機(jī)器人的使用有效提升了工業(yè)化進(jìn)程的工作效率，降低了勞動(dòng)密集型人員需求量，增加了知識(shí)密集型人員就業(yè)崗位，有效促進(jìn)工程企業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。鑒于此，本文就工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制方法展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

關(guān)鍵詞 工業(yè)機(jī)器人；智能運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)軌跡；控制方法

1 研究工業(yè)化機(jī)器人智能控制方法的重要意義

工業(yè)化機(jī)器人是指由機(jī)械本體、控制器、檢測(cè)傳感裝置和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等部分共同組成的機(jī)械人體。該種機(jī)器人在實(shí)際使用的過(guò)程中，主要是根據(jù)工業(yè)化進(jìn)程的要求進(jìn)行生產(chǎn)和改良，從而使其在工作過(guò)程中具有一定的高效性、精確性和穩(wěn)定性，而且能夠自動(dòng)化控制整個(gè)工作步驟，合理安排工作步驟對(duì)于可能出現(xiàn)的問(wèn)題和故障能夠及時(shí)排查并解決，消除了大量的安全隱患，這就說(shuō)明工業(yè)化機(jī)器人的本質(zhì)就是一種具有高度集成化的智能機(jī)械。而且在我國(guó)現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展方面已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，尤其是在電氣工程、汽車制造等行業(yè)。雖然具有一定的操作難度，但是一旦將其工作系統(tǒng)進(jìn)行完善和優(yōu)化，就能夠?yàn)楣I(yè)化的生產(chǎn)勞動(dòng)帶來(lái)極大的便利性和穩(wěn)定性。使得工程企業(yè)節(jié)省了大量的人力、物力資源，而且能夠有效提工業(yè)生產(chǎn)的效率，使得勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)成功轉(zhuǎn)型成為知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)，選拔優(yōu)秀的工作人才能夠幫助工程企業(yè)完善自身的管理體系和工作步驟，從而有效促進(jìn)了工業(yè)化機(jī)器人的普及性，這就使得我國(guó)的相關(guān)工程發(fā)展能夠得到一定的促進(jìn)和發(fā)展[1]。

2 工業(yè)智能機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，工業(yè)智能機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)有效的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，在工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手以及多自由度機(jī)器裝置中進(jìn)行自動(dòng)化工作，是一種憑借自身動(dòng)力和控制能力來(lái)輔助工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備，其不僅可以依照人工指揮來(lái)進(jìn)行運(yùn)行，同時(shí)可以按照預(yù)先編碼的程序來(lái)工作。與國(guó)外相比，我國(guó)的工業(yè)智能機(jī)器人生產(chǎn)能力相對(duì)較低，但隨著我國(guó)科研水平的不斷提升，差距正逐步縮小，截止到2015年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量已經(jīng)突破30000臺(tái)，同比漲幅達(dá)到了21%，銷售量同比漲幅為18%，達(dá)到了70000臺(tái)[2]。

3 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制

3.1 工業(yè)機(jī)器人的控制現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人實(shí)際上是一個(gè)可進(jìn)行多輸入、多輸出的非線性系統(tǒng)，其有著強(qiáng)耦合、時(shí)變、非線性等特點(diǎn)。目前工業(yè)機(jī)器人前景光明，所以關(guān)于其的研究一直都是行業(yè)內(nèi)的重點(diǎn)，取得了很多的研究成果，但是不可否認(rèn)的是其還是存在著一些問(wèn)題。機(jī)器人的控制度一直都是衡量機(jī)器人功效的重要指標(biāo)，但是當(dāng)前的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制還是存在著很大的不足，存在著當(dāng)工業(yè)機(jī)器人高速運(yùn)動(dòng)時(shí)難于控制的問(wèn)題為提高機(jī)器人的控制特征，增強(qiáng)機(jī)器人在高度運(yùn)動(dòng)時(shí)的控制精度，控制算法在機(jī)器人控制研究中得到了廣泛的應(yīng)用，其中包括PID控制、灰色理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等。上述控制算法中由于PID算法有著快捷、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，所以在工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)研究中得到了最為廣泛的應(yīng)用，但是總的來(lái)說(shuō)PID控制還是存在著一些問(wèn)題的。

3.2 工業(yè)機(jī)器人智能PID控制存在的問(wèn)題

將PID與智能算法進(jìn)行結(jié)合可以提高PID的控制效果，獲取最優(yōu)的特性特征，但是實(shí)際L傳統(tǒng)的PID控制還是存在著較大的問(wèn)題首先，傳統(tǒng)的PID算法的實(shí)時(shí)性較差，需要漫長(zhǎng)的規(guī)劃處理過(guò)程，且當(dāng)被控對(duì)象發(fā)生變化時(shí)，就需要進(jìn)行調(diào)整，而且PID算法復(fù)雜，在進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)過(guò)程時(shí)極易陷入局部最優(yōu)的“困局”；PID控制的設(shè)計(jì)過(guò)程十分的煩瑣、自適應(yīng)能力需要進(jìn)行進(jìn)一步的提高，日前的PID控制器難以對(duì)控制對(duì)象整體信息進(jìn)行反應(yīng)，自適應(yīng)性較差，仍然有待進(jìn)一步的提高[3]。

4 國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

近些年以來(lái)，我國(guó)相關(guān)部門推動(dòng)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，科技部門通過(guò)自主研發(fā)，從多方面的角度進(jìn)行不斷創(chuàng)新，便其設(shè)計(jì)水平和技術(shù)有了非常大的進(jìn)步?？傮w來(lái)說(shuō)，一些大型的企業(yè)也可以生產(chǎn)出機(jī)器人的關(guān)鍵零件，經(jīng)過(guò)不斷的學(xué)習(xí)和努力，我國(guó)現(xiàn)已經(jīng)研發(fā)出噴漆、裝配等非常多的工業(yè)性機(jī)器人。少部分的生產(chǎn)企業(yè)與科研單位已經(jīng)掌握了控制機(jī)器人的制造技術(shù)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件生產(chǎn)技術(shù)等，其中的編程技術(shù)和最核心的技術(shù)已經(jīng)差不多達(dá)到了國(guó)際的生產(chǎn)水平，這些技術(shù)的創(chuàng)新已經(jīng)證明了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人在世界智能生產(chǎn)業(yè)上的地位。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的研究方案在“十五”期間就已經(jīng)得到了很大的認(rèn)可，在關(guān)鍵核心技術(shù)上也打破了傳統(tǒng)技術(shù)。雖然機(jī)器人在我國(guó)的應(yīng)用非常廣泛，各行各業(yè)都離不開它，但是都是使用進(jìn)口機(jī)器人，這讓工業(yè)型機(jī)器人在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越熱烈，我國(guó)相關(guān)制造業(yè)也將與國(guó)際接軌，投入到國(guó)際分工工作的強(qiáng)大挑戰(zhàn)里，這也是實(shí)現(xiàn)推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)工作和生產(chǎn)質(zhì)量最重要的途徑和方法。在未來(lái)的幾年里，我國(guó)的科研人員應(yīng)該要加強(qiáng)自身的知識(shí)水平，把研發(fā)機(jī)器人的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到智能化上，讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化作業(yè)，這也將會(huì)成為新一代工業(yè)機(jī)器人的核心技術(shù)，并且在未來(lái)各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用和推廣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)世界平均技術(shù)水平。

5 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人是人類可以從大量勞動(dòng)中解放出來(lái)，有利于降低勞動(dòng)強(qiáng)度與生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性，雖然目前工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展存在著一些問(wèn)題，但可以預(yù)見的是在不久的將來(lái)這些問(wèn)題都將得到解決。工業(yè)機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制關(guān)系到工業(yè)機(jī)器人的工作效率和生產(chǎn)安全，對(duì)其分析研究一直都是機(jī)器人領(lǐng)域內(nèi)的研究重點(diǎn)，相關(guān)科研人員一定要刻苦鉆研，積極積累，爭(zhēng)取為我國(guó)工業(yè)機(jī)器人事業(yè)的建設(shè)與發(fā)展貢獻(xiàn)一分力量。

參考文獻(xiàn)

[1] 何善印.工業(yè)機(jī)器人與智能制造技術(shù)[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26 （17）：24.

[2] 白蕾，張小潔，侯偉.基于工業(yè)機(jī)器人的智能生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2018，（03）：69-72.

[3] 許氏批，金福.工業(yè)智能機(jī)器人發(fā)展對(duì)企業(yè)人力資源管理的挑戰(zhàn)與對(duì)策[J].企業(yè)改革與管理，2017，（19）：10-11.