工业机器人在自动化控制领域的应用

渊庆铃汽车渊集团冤有限公司袁重庆

摘

方克民

400052冤

要：分析工业机器人的发展状况袁解析工业机器人的控制功能与特点袁例举工业机器人在汽车制造领域的应用袁展望工业机器

人在自动化控制中的发展前景遥

应用实践关键词：工业机器人；自动化控制；

中图分类号：TP242文献标识码：BDOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2019.06D.1010引言

国家对在国家的整体发展中，工业起着基础作用。现阶段，工业机器人自动化控制给予了较高的期望，同时也提供了较为

面临着各种各样丰厚的资金支持，但收获的成果不尽如人意，应从工业自动化控制的功能的问题，实际工作效率不高。为此，

针对于工业机器人的组及特点上展开分析，采取合理化措施，成及控制方式等加以讨论，分析当前工业机器人在自动化控制

领域的应用状况。

1工业机器人发展状况分析

与发达国家相比，我国工业机器人技术还有较大的发展空

还需要进一步落实相应间，原因是工业机器人技术起步缓慢，

但的设计与维护。当前，工业机器人已在应用技术上有所突破，是某些核心技术还缺乏深入的研究，真正拥有着国家知识产权

工业机器人水平较低，从制的工业机器人少之又少。总体分析，

因此在造装备的角度分析，尚未具备高精尖部件的研究模式，伺服驱动器、伺服电机及世界领域中并不占优势。运动控制器、

精密减速器等关键零部件长期依赖进口，精密减速器是目前我国工业机器人关键零部件中最薄弱的环节。但是不容忽视的是，国家部分单位在工业机器人的研究与实践中付出了具体的

近5年销量行动，同时收获了相对的成果。如搬运机器人，年均增速达73%；国产品牌发展较好，部分产品可与外资品牌虽然从整体抗衡。涂装机器人，国产品牌销量已超过外资品牌。但通过不断的发展和形势上来看，还是和发达国家有着差距，

巩固，会取得相对的成果。2自动化控制概述

在自动化控制最初发展阶段，反馈理论被视为最重要的基

促使工业控础，通过落实基础条件，坚持基本的自动调节原理，制达到基本指标，从而稳步实现工业控制的实效性。随着现代

目前所化技术的进步与完善，现代化自动控制得以受到关注，

运用合理的指的现代化自动控制就是在无人力参与的前提下，

控制装置实现对机器人的间接控制。现代化的自动控制能保证工业机器人真正的发挥作用，完全依靠自动操作原则进行生将被控制的对产，由此实现既定的生产目标。为了进一步优化，

象和装置依照合理的方式实现有效连接，组成较为完善的整这便是自动控制系统。工业体，也就是能参与自动行动的整体，

自动化在具体生产阶段往往不需要相关人员操作，在无人员干

能实现24h的连续预的前提下，机器设备处于自动运行状态，作业。正是因为机器人的加入，劳动力得以，人工的劳动条

推动了国家产业化进程。自动件也在一定程度上得到极大改善，

成为稳步提升劳动生产率化技术运用在机械制造、建筑等领域，

的重要举措。

3工业机器人的控制功能与特点3.1功能

工业机器人具有十分复杂的功能，其中最为重要的功能就

可以完是运动控制功能和示教再现。适当的运用运动控制系统，成基本操作，也就是让工业机器人操作器的速度及位置等发生

能及时将动作信息和操作位置明显变化。借助于示教再现功能，等情况反映给机器人，机器人运用自身的记忆系统，完成对相关

将会依照之信息的合理保存。若机器人能及时接收到后续消息，工业机器人被广前保存的内容完成相应操作。在汽车制造行业，

塑料、座椅、发动机和变速箱等泛应用，铸造、锻造、车桥、铸铝、

工业机器人应用领域得到拓均有所涉及，随着科学技术的发展，同时也宽，真正的发挥出替代作用，能代替人工从事高危作业，

工业机器人在社会能参与一些重复性强、体力消耗量大的作业。

同时又能稳步提高生产中的应用十分显著，可以规避安全问题，企业生产效率。3.2

工业机器人主要应用工业领域，通过多个关节的机械手

工业机器或多自由度的机器装置完成相应操作。一般来说，

应该具备人往往需要具备3个自由度，相对复杂的机器人，多个自由度。在不同的自由度中，可以实现有效组成，由此构

工业机器人能完建起多变量的控制系统。处于多个坐标下，

成相应的手足操作，由此完成相应的坐标交换。经过分析工

业机器人控制系统，可以清楚地了解到动力学和机构运动学的相关理论。工业机器人可以完全按照人的意愿进行操作，参与的工作也具有特殊性，相应的指示可以借助计算机完

通过成。在实践中，运用非线性的数学模型实现具体的规划，设置合理的模型参数，保证机器人运动状态发生对应变化，

应格外关注的是工业机器人可以适当的利用最优路径完成多种动作的执行。

特点

髕髏骳设备管理与维修2019翼6（下）

4.1

4工业机工基本业机组器人器成

（的人图基的基本构1）本组成和控制方法

成包括主体部分、控制系统和驱动系

统等，不同部位存在着不同的自由度，如手、腕等。机器人的手往往分为4个自由度和7个自由度，而机器人的腕分为2个和3个自由度。驱动系统通过2个重要的部分组合而成，

即动力机构及传输装置。控制系统也是由2个重要的部分组成，

即操作系统和驱动系统。其中相对重要的装置包含控制项，如计算机控制、传感器接口控制等。工业机器人可以运用微处理器和微机将相应的

指示发出，然后针对多个机构进行适当调度，比如合理运用存储设备以及人工演示的手段，让人和机器之间及时完成交互目标。传感器的作用像人的多种感官发挥的作用，类似于听觉和视觉等，通过获取相应的信息，传感器可以及时感应机器人运行速度，

然后对位置和设备的运行状态等做出适当的控制方案。工业机器人的运动状态接受控制的过程中，辅助装置也能发挥出积极的控制效果。多种设备都是处于稳定运行状态，

并且属于的个体，因此不会出现互相干扰的问题。在各设备运行的过程

中，虽然无法进行相互的干扰，但可以进行有效制约，在配合阶段做出4.2合理化调整，保证机器人实现自动化运行的基本目标。

工控制业方法

机器人在实际运行过程中，往往需要运用到的手段是智能控制，通过机器人传感器的作用，实现对周边信息的获取，完成基本

的接收后，对控制系统及

图1工业机器人基本结构

时发送出相应消息。控制系统在运行阶段，能及时分析操作指

令，通过将相关指令的传送，促使机器人完成对应操作，

在智能化系统运行，然后针对环境反映出较强的适应能力。工业机器人可以运用触觉控制方式，因此当机器人在实际运行阶段，

能稳步提升使用效率，促使准确度大大提高，运行过程也能确保安全。机器人可以和周边的环境接触，在具体接触时往往是通过触觉方式加以感知，同时在动作上实现有效配合，

自动控制在这个过程中发挥出积极影响。工业机器人借助于智能教学的基本手段，在动作以及行为上真正依照具体标准落实实际行动，然后对于相关的状态和位置信息等加以获取，由此进行更为科学的控制。

在位置控制中，机器人一般是处于稳定运行状态之下，只有保证这样的状态，才能进行科学的智能化操作，

目标和自身的距离能更加清晰地展示出来，从而选择最优的道路开展基本工作。5可编程逻辑控制器技术在工业机器人中的应用

可编程逻辑控制器技术运用于工业机器人中，能完成相应

的控制操作。通过对机器人基本信息的控制，

也就是借助于信息传输系统完成对相关信息的传输、

处理以及存储等。可编程逻辑控制器的应用能对工业机器人实现自动化提供科学的指导，同时又能发挥促进作用，通过远程控制，实现对机器人的有效掌控。工业机器人的远程控制中，可编程逻辑控制器技术发挥出了积极作用，运用信息技术远程传输对机器人的实际运行情况加以控制，由此发出基本指令，指导相应的操作，

完成基本动作。此项技术可以及时完成对机器人运动状态的控制，通过对其进行

精确操作，使机器人精度得到稳步提升，在实际运用此项技术的过程中，经过对控制目标运动轨迹的分析，保证将相应的精准度控制到位，由此维护操作质量。66.1

工业机机器人器人搬运

在（汽车图2）制造领域的应用汽车制造领域会用到多种多样的制造技术，因为不同的制造技术之间有着显著差距，因此实际运用时需综合分析多方面

情况，将制造和工业机器人适当的结合到一起，特别是在分析了当前的汽车制造行业发展状况之后，需要依照行业发展阶段的

技术应用展开合理分析。运用工业机器人的搬运形式，

确保技术控制效果稳步提升，促使相关技术在合理应用的阶段，能够真正发挥出实际价值，对应的技术应用控制可以在科学程序的设置

过程中，完成对汽车实际运用到的零件加以组装，满足当前汽车制造业的基本发展需要。

图2锻件搬运机器人

6.2

将机相应器人的点技术焊

（图手段3）运用至汽车制造领域，借助于工业机器

人完成对点焊技术的使用，完善汽车领域的制造工艺及制造品

质。诸多的汽车点焊技术处理都不能通过人为操作加以落实，因此还需要发挥工业机器人的作用，保证将相关的控制性能合理

优化，将相应的成果逐步提升。通过运用工业机器人将整体的点焊6.3技术运用到位，促使相应的性能和精准度得到有效提高。在机汽车器人制弧造焊

领域中适当的运用相关技术，能够完成最基本的操作，同时也能实现既定的目标。

针对机器人弧焊技术可以适当的重视起来，将其合理的运用至相关的实践中，

能够确保完成专门的操作，通过对工业机器人的有效应用，促使弧焊技术的处理要点适当的控制到位，同时在落实技术要领的过程中，完成对

弧焊技术的精准度控制，保证汽车制造行业的稳定发展。

只有保设备管理与维修

2019翼6（下）

髖髏骳图3点焊机器人

证弧焊技术的合理应用成果更加到位，才能完成对相关技术的6.4

应用价机机值器器凸人人显出喷喷涂涂

（来技术图，由此4，）实现汽车制造技术应用能力的提高。

能满足汽车制造业的发展需要，

是一项较为常用的技术手段，在此技术合理运用过程中，应准确判断出汽车的基本设计情况，重视汽车喷漆的要领，

在多种细节扎实落实的情况下，确保汽车的外观更加精致。若运用人工喷漆控制形

式，难以把喷漆的控制效果控制到位。借助于工业机器人喷涂技术，能真正将成果逐步优化，通过设置喷涂参数，

保证机器人稳步落实喷涂工作，同时又能完善喷涂方案。

图4喷涂机器人

6.5

机机器器人人装装配配

技术属于现阶段汽车制造行业较为关键的技术。

在汽车制造行业合理运用工业机器人，

能及时的完成装配细节，将整个流程合理控制，保证发挥出积极的技术价值。装配技术在实际应用时，通过较高标准的装配技术控制指标可以合理控制相关方

案的实施过程，从而稳步实现汽车制造领域技术应用的具体目标，

注重技术实践水平的提升。作为汽车领域的制造者，在运用制造手段的过程中，应格外的重视合理化的选择，

也就是依照制造技术的具体运用情况，控制好相应的技术处理需求，稳步落实技术处理方案。运用工业机器人落实适当的装配流程，

能够表现出极为明显的髗髏骳设备管理与维修2019翼6（下）

柔6.6

韧性，机保证器人相关检测

技术的应用效果稳步提高。机器人检测技术是指借助视觉传感器和测量控制模块等完成基本的检测任务，具体功能往往通过利用视觉激光测头获取相应的图像信息，结合计算机模型将获取的具体尺寸与理想尺寸完成对比，运用部件检测反馈误差的具体情况。

机器人检测技术的运用将传统的坐标测量弊端加以规避，

使快速、直观等特点充分的表现出来，稳步提升整车的合格率，

也促使生产工艺逐步改进，合理控制生产误差。7工业机器人在自动化控制中的发展前景

现阶段，依照当前国家的现代化制造技术的进步和自动化

的实际要求，开始积极借鉴国外发达国家的技术创新模式，主张积极研发出更高水平的工业机器人，

将其运用至更多的领域，实现产品技术和系统技术的突破。

相信在这样的目标确立之后，工业机器人会实现更加长远的发展规划，通过更为明确的战略指

示，工业机器人的发展重点更为突出：能够参与危险作业的机器人，也就是重点承担着高温、高压等特殊环境的工作，

还会参与到油气管道检测流程中；在医学领域，

工业机器人也将发挥出积极的作用，主要是参与脑外科、骨骼的矫正手术，因这些手术对于精准度要求极高，仅通过手术医生的判断，无法保证误差的最小化，借助于工业机器人能保证实现精准化的目标；仿生机器人可以类似于人一样正常行走，借助于网络技术，

完成对相关设备的操控。国家工业机器人的总体发展趋势良好，稳步向着智能化、低成本化方向前进。8结语

分析工业机器人在自动化控制领域中的应用。在科学技术日渐完善的今天，工业机器人也开始重视相关技术手段的使用。逐步优化的工作思路，促使工业机器人的应用价值真正的凸显出

来。工业机器人的应用优势显而易见，

因此将其运用至自动化控制领域替代人为操作，发挥出十分明显的高效率操作，既能减轻

相关人员的工作强度，缓解其承担的压力，也能保证其人身的安全，避免因为高难度的作业对人身安全产生较为严重的影响。

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