工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在自動化控制領(lǐng)域的實(shí)踐

劉喜慶 宋佳佳

摘 ?要：科技實(shí)力的飛速發(fā)展，使得機(jī)器人領(lǐng)域以及自動化控制行業(yè)有了前所未有的發(fā)展，在這個(gè)發(fā)展的過程當(dāng)中，越來越多的新奇技術(shù)手段暴露在了人們的視線當(dāng)中。此外，這些新技術(shù)的問世，也給整個(gè)人類社會的長期穩(wěn)定發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。為了更好地確保相關(guān)領(lǐng)域有著持續(xù)上升的發(fā)展前景，更好地令機(jī)器人服務(wù)社會、造福人類，有必要針對自動化的技術(shù)手段，在搭配上工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)支持，總結(jié)與提煉出一套合適的可行性法則，在法則的幫助下，協(xié)調(diào)兩個(gè)領(lǐng)域之間的關(guān)系，提升整個(gè)社會工業(yè)階段的發(fā)展和生產(chǎn)力。該文著重針對現(xiàn)代社會當(dāng)中，工業(yè)機(jī)器人以及自動化的控制在實(shí)踐方面做出分析見解。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 ?工業(yè)自動化 ?種類 ?實(shí)踐應(yīng)用

中圖分類號：TP242.2 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（b）-0045-02

談及機(jī)器人，相信很多人都不會感到陌生，早在20世紀(jì)末，機(jī)器人的概念就被提出，并且在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)了這一構(gòu)想?，F(xiàn)如今，機(jī)器人已經(jīng)遍布了整個(gè)人類生存和生產(chǎn)社會的各個(gè)角落，從家庭當(dāng)中的掃地機(jī)器人，到工業(yè)領(lǐng)域的自動分類識別機(jī)器人，乃至重工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的重型機(jī)器人等，都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從構(gòu)想到生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)變過程，在應(yīng)用方面發(fā)揮著巨大的作用。為了更好地了解并且認(rèn)識工業(yè)機(jī)器人以及自動化控制這兩個(gè)專有名詞，更好地開展對于機(jī)器人技術(shù)手段的發(fā)展和研究，該文主要從3個(gè)方面進(jìn)行講述，分別是機(jī)器人控制系統(tǒng)、控制方式以及機(jī)器人的應(yīng)用場景。

1 ?工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

機(jī)器人，顧名思義，其主要組成部分為機(jī)械，通過實(shí)現(xiàn)指令、完成任務(wù)，進(jìn)而幫助人類減輕勞務(wù)方面的壓力。針對機(jī)器人本身而言，其缺乏自主思考的能力，使得機(jī)器人在工作的過程當(dāng)中不會對工作產(chǎn)生厭煩和枯燥心理，更甚至，機(jī)器人根本不明白自己當(dāng)前正在執(zhí)行的工作到底有什么樣的效果。要想實(shí)現(xiàn)對于機(jī)器人的控制，只需要掌握控制機(jī)器人系統(tǒng)的方式即可。通常而言，機(jī)器人控制系統(tǒng)方面有幾個(gè)顯著的特點(diǎn)：第一，機(jī)器人的移動和參照物選擇，和人類的直觀感受稍有不同，機(jī)器人由于缺乏對于外界進(jìn)行探索并且集中處理的能力，使得在機(jī)器人完成任務(wù)的過程當(dāng)中，更多的是依照工程設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的參照物進(jìn)行運(yùn)作，并且嚴(yán)格按照工程人員所設(shè)置的坐標(biāo)系進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，依照設(shè)計(jì)好的路線進(jìn)行工作的開展。因此，倘若要想給機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)工作目標(biāo)，勢必需要先將路線給機(jī)器人編程好。第二，機(jī)器人也并不是一成不變的。在任務(wù)的開展過程當(dāng)中，適當(dāng)?shù)亟o機(jī)器人一些更多的自由度，給機(jī)器人更大的自由空間，可以有效地幫助機(jī)器人開展工作。在對于一件事情的處理過程中，巧妙地借助機(jī)器人的自由度，可以實(shí)現(xiàn)更多種方式完成工作任務(wù)，避免了機(jī)器程序的單一性，提升了整體的自動化和智能性。第三，機(jī)器人缺乏一種和外界進(jìn)行溝通的方式[1]。機(jī)器人沒有辦法和人類相比，因此，在工作分配的過程中，沒有辦法像和人類交流一樣通過簡短的語言完成。為了更好地解決這一問題，計(jì)算機(jī)代碼以及匯編語言就很好地肩負(fù)起了人類和計(jì)算機(jī)進(jìn)行溝通的重任。借助于計(jì)算機(jī)代碼的形式，使機(jī)器人可以明確人類的主觀思想和行為習(xí)慣，明確工程的目的以及自己需要完成的任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)人類對于機(jī)器人的控制。

2 ?工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要功能

工業(yè)化機(jī)器人的系統(tǒng)控制，在應(yīng)用階段，有著廣闊的應(yīng)用市場。眾多領(lǐng)域的交界處，機(jī)器人就處于一個(gè)承接的身份和位置。由此，不難看出，機(jī)器人自身并不是單純的一種工程實(shí)現(xiàn)功能，還可以借助于自動化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更多自動化控制系統(tǒng)任務(wù)的完成和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.1 運(yùn)動控制功能

運(yùn)動控制是機(jī)器人進(jìn)行自身移動的一個(gè)重要憑證，并且運(yùn)動控制還是機(jī)器人完成任務(wù)的最基礎(chǔ)保障。通過對機(jī)器人的運(yùn)動控制開展自動化系統(tǒng)控制模式，可以實(shí)現(xiàn)對于機(jī)器人自身形態(tài)的變化、自身速度的調(diào)整以及自身機(jī)械臂等輔助工作完成的器械進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對工作的完成和實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)人類對機(jī)器人的更進(jìn)一步控制，使機(jī)器人可以按照提前的設(shè)定進(jìn)行工作的完成。

2.2 示教再現(xiàn)功能

示教再現(xiàn)，從字面上不難看出，這是一種和學(xué)習(xí)有關(guān)的技術(shù)手段。應(yīng)用在機(jī)器人身上，就可以更為顯著地發(fā)展，機(jī)器人通過對于一種操作的學(xué)習(xí)，最終落實(shí)到實(shí)踐當(dāng)中，以一種示范型的學(xué)習(xí)方式，使得機(jī)器人可以開展學(xué)習(xí)任務(wù)，豐富工程開展的多樣化[2]。這種學(xué)習(xí)方式，可以有效地提升機(jī)器人整體的工作速率，因?yàn)橥粋€(gè)簡單的動作學(xué)習(xí)，可以在實(shí)際機(jī)器人工作的過程中發(fā)揮巨大的作用。而對于那些已經(jīng)學(xué)習(xí)成功的內(nèi)容，就可以利用網(wǎng)絡(luò)的傳遞性，“教”會更多的機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)知識的大面積使用。

3 ?工業(yè)機(jī)器人的控制方式

3.1 點(diǎn)位控制方式

點(diǎn)位控制方式是一種通過對于機(jī)器人前進(jìn)路徑設(shè)置點(diǎn)位的方式，通過機(jī)器人不斷完成一個(gè)個(gè)點(diǎn)位的目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)一種系統(tǒng)化的控制手段。這種控制方式是借助于機(jī)器人的末端執(zhí)行器，通過末端執(zhí)行器的輔助作用，使機(jī)器人可以形成一種類似于多線程的工作模式，在不斷完成一項(xiàng)項(xiàng)小的任務(wù)時(shí)，逐步實(shí)現(xiàn)對于整體大的工作流程的完成。通過點(diǎn)位控制方式，可以有效地提升機(jī)器人的工程準(zhǔn)確性，便于幫助機(jī)器人快速、準(zhǔn)確地完成工作任務(wù)，將指定的工作目標(biāo)分布在末端執(zhí)行器當(dāng)中，在固定的位置完成固定的工作，避免了錯(cuò)誤的發(fā)生?？墒沁@種控制方式，在機(jī)器人的運(yùn)動軌跡方面，卻起不到任何的幫助作用，也就是沒辦法控制機(jī)器人的運(yùn)作軌跡。

3.2 連續(xù)軌跡控制方式

這種控制方式相較于點(diǎn)位控制方式，最大的改變就是解決了運(yùn)作軌跡沒辦法控制的缺點(diǎn)和遺憾。通過連續(xù)軌跡控制方式，仍舊借助于機(jī)器人的末端執(zhí)行器，將指令“連續(xù)”地完成，而不再是分隔成為一個(gè)個(gè)小的工作進(jìn)行解決和實(shí)現(xiàn)。這種方式最突出的改變就是提升了機(jī)器人的工作效率，在解決了機(jī)器人出錯(cuò)的問題基礎(chǔ)上，提升了對于一項(xiàng)工程的完成速率。

3.3 智能控制方式

智能控制方式是當(dāng)前被采用的最為廣泛的一種形式。顧名思義，智能控制方式就是借助于自動化，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主化判斷，進(jìn)而完成指定的工作和任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)智能控制方式，需要借助于幾個(gè)大的方面的硬件輔助。在數(shù)字化發(fā)展頗為迅速的今天，智能化的設(shè)備手段已經(jīng)遍布了整個(gè)社會的各個(gè)角落，深入了尋常百姓的家中。不出意外，這一項(xiàng)技術(shù)手段也被完完全全地落實(shí)在了工業(yè)機(jī)器人的控制方式中[3]。通過對于外界傳感器，實(shí)現(xiàn)對于外界環(huán)境的掌控和探索，最終記錄所探索發(fā)現(xiàn)到的內(nèi)容數(shù)據(jù)，對于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加以分析，進(jìn)而自主化的總結(jié)出一條解決問題最為妥善的方式，從時(shí)間、出錯(cuò)率等多方面，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)方案的自主制定和選擇，最終開展工作任務(wù)。在這種控制方式下的機(jī)器人，可以在一些比較緊急的狀況下，自發(fā)性的探索解決方案，大幅度降低了可能會發(fā)生的損失。

4 ?結(jié)語

總體來說，機(jī)器人的發(fā)展和普及是未來科技社會的必要途徑，通過工業(yè)機(jī)器人數(shù)量的增多，以及自動化控制手段的熟練，未來的機(jī)器人一定會比現(xiàn)在更加智能，未來的機(jī)器人所能肩負(fù)起的責(zé)任，也遠(yuǎn)非今天的機(jī)器人所能比擬，從工程的完成度、工程的完工速率以及工程開展過程中所出現(xiàn)的意外損失，都會有一個(gè)翻天覆地的變化。相信在不遠(yuǎn)的未來，機(jī)器人一定會成為人類生產(chǎn)和生活的有效助力，在人類的生產(chǎn)和生活當(dāng)中發(fā)揮巨大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李耀貴，楊斌，劉睿.工業(yè)機(jī)器人在自動化控制領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用分析[J].新型工業(yè)化，2019（4）：69-72.

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[3] 常春陽，王磊.淺談PLC控制的工業(yè)機(jī)器人組裝系統(tǒng)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017（20）：128.