论工业机器人在自动化控制中的应用

论工业机器人在自动化控制中的应用

摘要近年来，自动化控制技术的迅速发展推动了新一轮工业革命的发生。将机器人应用在自动化控制当中已然成为发展的必然趋势，自动化控制技术在向前发展，机器人自身也在变革，为了将二者更好的结合加以运用，本文对工业机器人在自动化控制中的实际应用进行浅析。

关键词机器人技术；自动化控制；PLC技术

目前，我国大力发展高科技技术产业，重要部分之一就是机器人技术，机器人技术的应用在生产中占据重要地位，在自动化控制中加入机器人技术有利于促进我国工业制造业从人力密集型向自动化生产转型，同时提高生产效率。

1 工业机器人

在机器人普遍应用于生产的发展趋势下，机器人总体向更安全实用方向发展，机器人自身的变革和普遍应用，使工业操作向更智能的方向发展。那么何为工业机器人呢？简单地说，工业机器人是靠自身动力和控制能力来实现自动执行工作的目的。工业机器人的硬件结构一般由3-6个伺服驱动系统组成，各个系统之间的相互配合使机器人完成各种各样的动作，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进行行动，而控制工业机器人的本质就是控制相关电机正转、反转、转快点或者转慢点。随着人工智能的不断发展，机器人的应用越来越普遍，目前各国都将机器人作为一种国家战略来发展[1]。

2 自动化控制

自动化发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，初期只应用于工业控制。现代化自动控制是指，在没有人力直接参与的情况下，利用控制装置对机器人进行间接控制，现代社会，机器人大量使用在各种生产车间，服务于不同的生产线上，现代化自动控制使工业机器人自动的按照规定的原则进行生产和劳作，达到某种既定的目标。为了实现这种既定的目标，首先要将被控制对象和控制装置按照科学的方式将其连接，进而组成一个能动的整体，这就是自动控制系统。工业自动化是生产过程中在不需要人工直接干预或者机器设备不再需要人工操控，机器人没有疲劳，可以24小时连续作业，机器人的加入，使大量体力劳动工人解脱出来，改善了工人的劳动条件，促进我国产业优化进程。如今自动化技术已经被广泛应用于机械制造、建筑、交通运输、电力、信息技术等领域，成为提高劳动生产率的主要手段[2]。

3 工业机器人的组成和控制方式

3.1 构成

由于不同领域的机器人所发挥的作用不同，其内部构成的要件也不相同。但

构成机器人的原理是相通的，即控制系统、驱动系统和主体三部分。大多数工业机器人由驱动系统、机械结构系统、感受系统、环境交换系统、人机交互系统和控制系统六个系统和以上三个主要部分组成。一般的机器人是由3-5各自由度组成，复杂一些的可能需要十个以上甚至更多的自由度。自由度全称为机器人机构的运动自由度，是用来反映机器人动作的灵活性，即可用轴的直线移动、摆动或旋转动作的数目。

3.2 控制方式

控制系统有两种方式，分别为集中式控制和分散（级）式控制，即机器人的全部控制由一臺微型计算机完成或者采用多台微机来组织配合完成全部控制。工业机器人的控制方式有四种，即点位控制、连续轨道控制、力矩控制和智能控制。点位控制是指使机器人在固定的点之间进行精确的移动，在不规定工业机器人具体的路线下，使工业机器人能够使用最快的方式进行点与点之间的精确运行。连续轨迹控制与点位控制互补，连续轨迹控制是控制工业机器人的移动轨迹，对工业机器人所运行的路线进行严格的操控，使机器人按照已经设置的规定路线进行严格的执行，并设置一定的移动速度，提高工业机器人操作的效率。力矩控制是指使用适当的力度对被操作物进行精准的抓起和放下。智能控制是现在主流工业机器人发展所采用的一种控制，主要是输入相应的客观数据，如周围环境情况、温度情况等，使机器人内部系统进行自主的计算，从而得出决策。工业机器人通过已有的客观数据加以科学的算法，得到的数据更加精确，使实际操作更加精准，效率更高。现代工业机器人主要发展趋势为人工智能，目前人工智能操控已经应用到生活当中，如金融贸易，医药，诊断，重工业，运输，远程通信，在线和电话服务等[3]。

4 PLC技术应用于工业机器人

PLC在国内外已被广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。早期的变成控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。

PLC是计算机的一种，是为工业控制应用而设计制造的。PLC技术应用于工业机器人主要表现在控制方面。PLC技术可以对机器人的操作流程进行精准控制，主要体现在操作过程、操作信息和操作顺序方面，操作过程控制指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。对操作过程的控制使机器人内部系统做出决策。例如：输入温度、电压、操控物表面温度、质地等，使机器人根据系统已有算法和公式自主做出相应决策，达到良好的过程控制效果。

PLC技术的应用还表现为远程控制方面，远程控制是指PLC通过互联网、智能终端等对机器人的操作进行远程控制，在远程控制下能够减少人工的使用，PLC技术能实现精准的控制，使操作对象能够按照规定的轨迹正常运行。PLC

技术具有抗干扰能力强、适用性强、易学易用等特点被广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。PLC在工业机器人领域的广泛使用，能够促进产品的更新，对提升产品的竞争力具有重要作用。

5 结束语

随着经济全球化的迅速发展，使各国之间的经济贸易往来更加密切，各国产品的竞争力度越来越强。我国产品要走出国门，对生产的效率和产品的质量有了更高的要求，工业机器人在自动化控制领域的应用，能够促使我国工业化发展进程，提升我国产品在国际上的竞争力。

参考文献

[1] 朱彦齐，陈玉芝.浅谈工业机器人在自动化控制领域的应用[J].职业，2010，（8）：123.

[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）：118-119.

[3] 杨志全.工业机器人在自动化控制领域的实际应用研究[J].科技资讯，2017，（5）：104，106.