淺談工業(yè)機器人技術(shù)在自動化控制領(lǐng)域的實踐
2021-1-4 來源：-- 作者：-
【摘 要】隨著我國科技水平的快速發(fā)展，機器人領(lǐng)域和自動化控制領(lǐng)域都有了前所未有的發(fā)展前景。在不斷發(fā)展的過程中，更多的新技術(shù)、新設(shè)備呈現(xiàn)在了人們的視野之中。為了更好地保證相關(guān)領(lǐng)域可以有持續(xù)上升的發(fā)展前景，讓機器人可以更好地服務(wù)于社會，造福人類，就有必要針對自動化的技術(shù)手段，配合以工業(yè)機器人的相關(guān)技術(shù)支持，總結(jié)并制定出更為適合機器人領(lǐng)域與自動化控制領(lǐng)域發(fā)展的可行性法則，在相關(guān)法則的規(guī)范下，協(xié)調(diào)好兩個領(lǐng)域之間的關(guān)系，進而可以提升整個社會工業(yè)階段性的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)機器人；工業(yè)自動化；種類；實踐應(yīng)用
1、引言
現(xiàn)代社會的各個領(lǐng)域中，機器人的運用已經(jīng)相當(dāng)普遍，早在 20 世紀(jì)末機器人的概念就已經(jīng)被提出，并在 21 世紀(jì)實現(xiàn)了這個構(gòu)想。現(xiàn)在，機器人已經(jīng)普遍存在于人類的生產(chǎn)生活當(dāng)中，從最普通的家庭掃地機器人，到運用于工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的可以自動識別分類的智能化機器人，再到被運用于重工業(yè)領(lǐng)域中的重型智能機器人等，都已經(jīng)從最開始的人類設(shè)想階段轉(zhuǎn)化為現(xiàn)有的生產(chǎn)力，在應(yīng)用領(lǐng)域都產(chǎn)生了極大的作用。為了對工業(yè)機器人以及自動化控制有更好的了解和更為深入的認識，也便于更好地展開對于工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展和研究，本文從工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人的控制方式以及工業(yè)機器人的不同應(yīng)用場景等方面對機器人的自動化控制進行了闡述。
2、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點
機器人是指其組成的主要部件是機械和計算機控制系統(tǒng)，然后通過對設(shè)定編程程序的指令實現(xiàn)完成既定的任務(wù)，以此來幫助人類減少勞務(wù)方面的工作。就機器人自身來說，它缺少對于問題的自主思考能力，這個特點決定了機器人在日常的工作中是不會因為重復(fù)操作而產(chǎn)生厭倦或者是煩躁的情緒的，因為機器人自身不會理解自己當(dāng)前所執(zhí)行的命令的最終結(jié)果。通過對控制機器人的系統(tǒng)指令進行掌控，就可以實現(xiàn)對機器人的全程控制。機器人控制系統(tǒng)一般存在以下幾個明顯的特點：
第一，機器人在移動過程中對于參照物的選擇是和人類的感官選擇不一樣的，機器人本身缺乏對于外部環(huán)境的探索并將信息進行集中處理的能力，這樣機器人無論是完成任何任務(wù)，都是依照計算機編程人員的設(shè)定程序來選擇移動的參照物進行運動，并且是嚴(yán)格地依照編程人員事先設(shè)定的移動坐標(biāo)進行軌跡運動，同時按照編程設(shè)定的路線進行日常工作的。這就是說想要讓機器人完成既定的工作任務(wù)，就要事先對機器人的運行線路和行動軌跡進行程序編寫。
第二，機器人的設(shè)定程序也不是固定不變的。在機器人進行日常的工作任務(wù)中，可以在系統(tǒng)允許的情況下為機器人設(shè)定出一定的自由度和自主空間，這樣可以更有助于機器人開展自身的日常工作。在機器人開展日常的某項工作的時候，可以更好地借助于為機器人設(shè)定的自由裁量來完成和實現(xiàn)既定工作之外的其他非設(shè)定任務(wù)，這樣可以有效地避免機器人程序的單一性，進而提升機器人的整體自動化和智能化程度。
第三，機器人的特點決定了其缺乏和外界進行溝通的能力和方法。這是機器人與人類的最根本的區(qū)別所在，所以在對機器人進行工作分配的時候，沒有辦法像人類之間一樣互相溝通。這其中所產(chǎn)生的交流問題亟待解決，當(dāng)前人類與機器人的溝通主要是依靠計算機代碼以及編程語言來實現(xiàn)，借助于計算機代碼的方式向機器人傳達任務(wù)、發(fā)出工作指令，讓機器人可以對人類的工作要求更為明確，進而更好地完成人類需要機器人進行的工作任務(wù)，最終實現(xiàn)人類對于機器人的全面了解和細致掌控。
3、工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的主要功能
3.1、工業(yè)機器人的運動控制功能
機器人的運動控制是機器人進行自我移動的一項重要能力，對于機器人的運動控制也是其完成既定工作的最為基礎(chǔ)的要求。通過對機器人的運動進行精準(zhǔn)控制，可以更好地促進系統(tǒng)自動化的控制模式，可以實現(xiàn)對于機器人自身形狀的變化、自身速度的調(diào)整和機器人自身機械部件輔助工作的完成控制，以更好地實現(xiàn)機器人完成自身工作的質(zhì)量和效率，讓機器人可以依照人類事先設(shè)定好的程序來完成自身工作。
3.2、機器人相互間的示教再現(xiàn)功能
示教再現(xiàn)是一種學(xué)習(xí)的技術(shù)和手段。其被運用到機器人技術(shù)上有更好的契合度和更為顯著的發(fā)展空間，機器人可以通過對于某種操作進行學(xué)習(xí)，而最終在實際的工作當(dāng)中得到應(yīng)用，示教再現(xiàn)中的師范學(xué)習(xí)方式可以使機器人之間相互進行學(xué)習(xí)，使工作開展更加多樣化。示教再現(xiàn)的學(xué)習(xí)模式可以更為高效地提升機器人整體的自動化和智能化，可以提高機器人整體的工作效率。
4、工業(yè)機器人的控制方法
4.1、工業(yè)機器人的點位控制方式
工業(yè)機器人的點位控制方式是通過對機器人的運行軌跡進行點位設(shè)置的方法，機器人通過對每個點位的工作目標(biāo)完成來最終實現(xiàn)整體工作任務(wù)完成的一種控制手段。點位控制方式是通過對機器人的末端執(zhí)行器進行控制，讓機器人可以行程類似多線行程的日常工作方式，機器人通過將每一項小的任務(wù)完成而最終實現(xiàn)對于整體任務(wù)的工作完成。
4.2、工業(yè)機器人連續(xù)軌跡控制方式
和點位控制的方式有所不同，機器人的連續(xù)軌跡控制方式更好地解決了機器人運動軌跡無法掌控的缺點。這種控制方法依舊是借助機器人的末端執(zhí)行器，將人類預(yù)先設(shè)定好的工作指令進行“連續(xù)”的完成，連續(xù)軌跡控制方式與點位控制方式相比最為重要的改變就是提升了機器人的工作效率，在有效地減少了機器人錯誤率問題的基礎(chǔ)上，可以更為有效地提升機器人對于某項工作的完成效率。
4.3、工業(yè)機器人的智能控制方式
機器人的智能控制方式是當(dāng)前機器人控制方式中被運用最為廣泛的方式之一。工業(yè)機器人智能控制方式就是運用機器人自動化來實現(xiàn)其自主判斷，從而更好地完成人類要求的工作內(nèi)容和任務(wù)要求。為了更好地實現(xiàn)機器人的智能化控制，需要借助更多的硬件方面的有效輔助。在數(shù)字化高速發(fā)展的現(xiàn)代化背景下，智能化的手段和智能化的設(shè)備已經(jīng)被運用到了社會中的各個領(lǐng)域，已經(jīng)融入人類生活的每個角落。這一項技術(shù)手段也會被完整地落實到工業(yè)機器人的智能控制方式之中。工業(yè)機器人通過連續(xù)地接收外界傳感器的指令，可以實現(xiàn)對于不同環(huán)境的了解和探索，并最終將自身探索和發(fā)現(xiàn)到的內(nèi)容與數(shù)據(jù)進行記錄，對收集到的信息進行存儲和分析，并形成自主化的總結(jié)建議，給出最為合理的解決問題的方式，這樣就可以從時間、空間以及出錯率等多個方面來實現(xiàn)工業(yè)機器人的自主制定、自主選擇處理方案，以便最終更好地完成系統(tǒng)設(shè)定的既定工作任務(wù)。
5、結(jié)語
總之，工業(yè)機器人技術(shù)的快速發(fā)展以及普及是未來科技型社會的必然要求，可以通過增加工業(yè)機器人的數(shù)量和工業(yè)機器人的智能化能力以及工業(yè)機器人的自動化控制手段的不斷提升，來實現(xiàn)工業(yè)機器人的智能化不斷提升。未來社會中，工業(yè)機器人所要承擔(dān)的工作難度和責(zé)任要遠大于當(dāng)前的工業(yè)機器人，無論是工作的完成速度還是復(fù)雜程度以及在開展工作過程中所能處理問題的自主能力都會出現(xiàn)極大的改變。在不遠的未來社會，機器人終究會成為人類生產(chǎn)和生活中最為有效的助力，在未來人類的生產(chǎn)和生活中，機器人將會發(fā)揮出相較于現(xiàn)在更為巨大的作用。
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