智能控制技术在工业机器人控制领域中的应用

智能控制技术在工业机器人控制领域中的应用

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，智能控制技术也有了很大进展。工业机器人作为当前工业生产中最为重要的组成部分，必须要充分借助当前

最为先进的智能控制技术，不断提升工业机器人的控制效果，以更好地推动工业

机器人行业的发展。文章立足于工业机器人，对智能控制技术在其控制领域中的

具体应用进行了详细的研究和分析。

关键词：智能控制技术；工业机器人；控制；应用

引言

工业机器人的出现转变了传统工业制造的局限性，其具有高效、安全、自动

化等多方面优势，工业机器人在智能制造中的应用为制造业发展开辟了又一崭新

方向。相比于发达国家我国在工业机器人方面的研究和技术水平还有很大差距，

国家方面还需要在这方面加强人才培养与工艺机器人自主研发的投入，这样才能

为智能制造发展创造更好的条件。

1我国工业机器人技术的发展现状

全世界第一代工业机器人现世与二十世纪五十年代，这是最简单的机器人，

这种机器人需要人工事先将程序输入完成，而后机器人就依照系统程序的指示来

完成规定动作，这类机器人只能够帮助人类完成一些简单的机械化操作。此后，

人们对机器人的认知不断提升，科技也越发发达，第二代工业机器人也很快面世，较之第一代，第二代明显要更加全面和灵活，第二代工业机器人可以在人们离线

的状态下进行和精准的完成设定好的动作，使得人们对工业机器人的使用更加便利。与此同时，人工智能手机的不断发展，使得人们不在满足于工业机器人的简

单操作，他们仿造智能手机将智能传感器安装于工业机器人上，实现了工业机器

人的智能化。这大大的提高了工业上的制造效率，满足了人们的需求，之前，日

本的工业机器人处于世界工业机器人发展的最前端，与之相比，中国的工业机器

人引入较晚，发展空间还很大，所以中国对于工业机器人这一方向上还应更加深

入研究。如今，随着中国对工业机器人的不断深入研究和创新，中国的工业机器

人技术也越发娴熟，与其他发达国家的差距也越来越小。发展至今，中国的工业

机器人主要应用在电器和汽车领域，这也使得中国的这两个领域的发展更加迅速。 2工业机器人控制系统中常见的智能控制技术分析

（1）模糊控制技术。在工业机器人控制系统中，模糊控制技术是其中最为常见的控制技术，其核心主要为数据转换，即：输入量模糊化模块。在具体设计过

程中，主要是将其与数据信息存储中心、数据信息识别系统、信息输出系统四个

部分进行组合应用，进而实现机器人智能控制。这一控制过程又称之为模糊控制，其原理为：通过该系统将输入数据、输入量模糊化模块进行转换，并以模糊量的

形式进行传输，将其传输至模糊推理机，接着再由模糊推理机，对数据进行识别

输入，使其传输至对比知识库中存储数据中，进而最终传输到输出量清晰化的模

块中，并对其进行转换，使其成为可执行的命令，以完成机器人的职能控制。（2）专家控制技术。专家控制技术也是机器人智能控制技术中最为重要的一种。专家控制技术是专家系统技术与传统控制技术的有效组合，也是专家控制技术的

升级。就专家控制技术来说，是建立在专家系统知识、规则基础上而实现的，对

机器人控制系统程度的最优化进行了实现，并在机器人的领域中得到了广泛的应用。具体来说，专家控制技术主要包括两个方面，即：专家系统、数值算法。同时，这两个部分还可以进一步进行细化，专家系统可细化成为推理机、知识库等

系统，数值算法又可进一步细化，成为控制算法、辨识算法、监控算法等。这一

技术的优势集中体现在对被监控对象进行监测，进而由机器人的专家系统完成机

器人的控制，并使得机器人对控制命令进行执行。

3智能控制技术在工业机器人控制中的具体应用

3.1工业机器人在液晶面板行业的应用

工业机器人在液晶板面的应用为工业智能化自动控制系统提供了有力的支持，能够满足自动化工厂需求，以液晶面板和半导体行业为例，液晶面板行业会用BC 系统操作机器人手臂进行取片放片等工作，也叫FabAuto系统，该系统是以计算

机为基础的工业智能自动化控制系统，能够进行信息传输、信息收集、流程控制

等工作，从多方面满足工厂自动化作业的需求，降低传统人工操作下的误差风险。从当前来看FabAuto系统应用有着良好的发展空间，能够根据需求调整自动化参数，通过半自动、全自动两种模式提高机器人集成化的应用水平，推动了我国自

动化工厂设备的高效、智能化发展，是当前智能制造领域非常先进的一种自动化

技术。

3.2对机器人的精度控制

在对机器人进行智能控制的时候，可借助模糊自调整的PID控制器进行控制。在这种控制模式下，当传统控制性能出现偏差的时候，可借助PI控制器对其进行

弥补，以保证整个系统能够平滑、稳定地执行命令，进而实现机器人的高精度、

高速运动。对于一些线性的工作，不需要机器人进行太复杂、多变的计算的时候，可以采用一些简单的模型来实现对机器人的精度控制，同时增加符合机器人工作

的递推算法、并行算法等，以增加机器人对环境变化的敏感性，实现动态模拟的

精读控制。对于同时进行两项或是多项线性作业的时候，可以采取多种智能控制

组合的方法，根据实际的需要进行方法的选择，这样可以充分利用各种控制方法

的优势，避免单一方法的不足，大大改善了机器人控制系统的性能，提高了机器

人的精度和速度。

3.3工业机器人的协作控制

机器人是一个群体，它们通过不同方位的感知完成各项工作，以达到人类预

期的效果。如今，工业机器人的灵敏性不断增加和优化，能帮助人们更迅速地完

成各项工作。在机器人制作的过程中，要进行优良制备，使用不同的材料，各个

部件的制作都要通过讨论，才能达到最优化设计。对到机器人身体的各个区域，

还可以引进不同国家的优质材料，进行高质量的制备。

4工业机器人的发展策略

第一，加强人才培养，工业机器人的应用虽然能够缓解劳动压力、降低人工

成本，但仍旧需要人才的支撑，为了促进工业机器人的发展，国家应该重视这方

面人才的培养，在相关专业建设上投入更多的资金经费，保证工业机器人设计研

发的可持续发展。其次，重视自我研发，由于我国工业机器人发展缓慢，诸多先

进技术都来源于国外，而这些技术在我国工业生产环境下存在较多问题，这就需

要结合本国工业实际情况，在应用功能上、性能、系统集成等多方面不断创新，

推广国产工业机器人的利用率，为工业机器人在智能制造领域的应用提供更有力

的支持。最后，全面优化工业机器人性能，针对机器人功能单一的现象加强设计

方案的优化，扩宽产品性能，增加智能化识别功能，从多方面完善工业机器人的

整体性能。鉴于工业机器人对我国智能制造所产生的影响，从多方面推动工业机

器人的应用水平，促进我国工业制造的可持续发展。

结语