孫 宇，汪 泳

（1.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，河北 唐山 063000；2.曹妃甸化學工業(yè)園區(qū)管理委員會，河北 唐山 063000）

0 引言

近年來，在工業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級下，對智能技術(shù)、信息技術(shù)的應(yīng)用提出更高需求，特別是對于部分人工無法參與的操控項目而言，更是加大整體的工作難度。工業(yè)機器人技術(shù)的出現(xiàn)，融合了電子信息技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能技術(shù)等，通過綜合平臺的應(yīng)用，可以進一步對機械設(shè)備所支持的各類操控環(huán)節(jié)進行自動控制、編程控制，保證機械設(shè)備在三維空間內(nèi)可以精準地完成指令操作，滿足不同工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。應(yīng)用工業(yè)機器人，極大地提高工業(yè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量，縮減人工投入，進一步促進了整個產(chǎn)品優(yōu)化升級，對我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要的推進作用。如下對工業(yè)機器人技術(shù)在輕工企業(yè)中的應(yīng)用進行探討。

1 工業(yè)機器人特點分析

工業(yè)機器人技術(shù)實際應(yīng)用過程中，其所呈現(xiàn)出的特性與傳統(tǒng)的數(shù)控機床操控模式具有一定的相似之處，具有兩個顯著特點。

1.1 工業(yè)機器人技術(shù)的可編程性

工業(yè)生產(chǎn)制造過程中，整個產(chǎn)品目標的設(shè)定是工業(yè)機器人實現(xiàn)基礎(chǔ)操作的重要指標，工業(yè)機器人在運行過程中通過系統(tǒng)指令的下達來完成相關(guān)操作，這就需要工業(yè)機器人本身具備相應(yīng)的軟件編程處理能力，保證系統(tǒng)在運行過程中可以通過指令的柔性化操控，令整個系統(tǒng)具備在規(guī)定時間規(guī)定空間內(nèi)高速完成操作的能力，以此來實現(xiàn)精準化實效化的生產(chǎn)加工。

1.2 擬人化

工業(yè)機器人技術(shù)的實現(xiàn)是依托于人工智能技術(shù)，在外部操控部件的支持下，令整個機器人設(shè)備具有與人類思維，甚至是人類表體特征相一致的組成狀態(tài)，通過模擬人們的日常行為來實現(xiàn)仿生化操作。此外，在視覺操控技術(shù)、聲音傳感技術(shù)的支持下，可以令機器人本身具備對外界環(huán)境的認知能力，然后將各類信息同步反饋到主操控系統(tǒng)中，以提高工業(yè)機器人的操控精度[1]。

2 工業(yè)機器人技術(shù)

2.1 感知技術(shù)

工業(yè)機器人感知技術(shù)的實現(xiàn)主要是通過視覺伺服系統(tǒng)的傳感功能，使機器人本身具備外界識別能力，在運行過程中保證工業(yè)機器人設(shè)備可以通過自身狀態(tài)的調(diào)節(jié)與整個程序操控指令的下達及相關(guān)操控行為進行精準契合，在相關(guān)程序執(zhí)行模式下，保證自身可以通過狀態(tài)的調(diào)節(jié)完成高精度操作。通常來講，傳感技術(shù)的實現(xiàn)是通過外部與內(nèi)部兩個傳感器模塊來共同完成的，外部信息同步數(shù)據(jù)反饋到內(nèi)部中，然后將數(shù)字信息進行模擬量的轉(zhuǎn)變傳輸?shù)街鞑倏叵到y(tǒng)中，解析出工業(yè)機器人外部設(shè)備在運行過程中所呈現(xiàn)出的參數(shù)是否符合內(nèi)部系統(tǒng)所設(shè)定的預期參數(shù)。如果存在差異性時，則主系統(tǒng)將自動對相關(guān)執(zhí)行行為進行更改，以保證工業(yè)機器人設(shè)備在運行過程中的操控行為可以完全貼合于整個系統(tǒng)的預期設(shè)定范疇之內(nèi)，進一步提高整體操控質(zhì)量。

2.2 交互系統(tǒng)技術(shù)

交互技術(shù)主要分為機器設(shè)備與外界環(huán)境之間的交互、機器設(shè)備與操作人員之間的交互。機械設(shè)備與外界環(huán)境之間的交互是保證整個操控系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行的基礎(chǔ)，例如工業(yè)機器人的裝配機構(gòu)、焊接機構(gòu)與自啟動機構(gòu)等，可以通過交互技術(shù)真正使整個設(shè)備在復雜性的操作環(huán)境中，完成精準化運行，減小實際操控與預期參數(shù)設(shè)定之間的誤差。

機器設(shè)備與操作人員之間的交互則是通過主動顯示面板，使整個機器人操作行為所產(chǎn)生的相關(guān)參數(shù)通過數(shù)字呈現(xiàn)在操作人員的面前，人們在進行操作時，可以通過設(shè)備當前運行參數(shù)了解到設(shè)備運行過程中存在的問題，或者是預期操控行為，將為后續(xù)操控程序及操控指令的設(shè)定提供數(shù)據(jù)支撐[2]。

2.3 控制系統(tǒng)

控制技術(shù)在工業(yè)機器人實際運動中起到協(xié)調(diào)及傳導的作用，其是依據(jù)主系統(tǒng)所傳達的指令，將各類信息同步傳輸?shù)交仞仚C構(gòu)以及終端機構(gòu)中，保證工業(yè)機器人設(shè)備在運行過程中可以按照相關(guān)質(zhì)量所設(shè)定的程序完成邏輯性運作，進一步提高實際操控精度。通常來講，按照不同控制系統(tǒng)適應(yīng)性使用需求控制技術(shù)的實現(xiàn)，主要是以連續(xù)性與點位型兩種為主體，以此來滿足不同操控狀態(tài)下的機械運行需求。

3 工業(yè)機器人技術(shù)在輕工企業(yè)中的應(yīng)用

3.1 搬運機器人

搬運機器人在輕工企業(yè)中具有重要的地位，通過搬運機器人在空間位置上的多點位移動，可以有效降低人力資源的投入，保證以智能產(chǎn)業(yè)為雛形的輕工企業(yè)生產(chǎn)機制真正實現(xiàn)自主化操作。從實際控制形式上來看，搬運機器人的運行是依據(jù)計算機主操控系統(tǒng)、傳感器裝置和導航裝置等，將搬運機器人在空間上呈現(xiàn)出的位置及運動狀態(tài)等各類信息同步反饋到主操控系統(tǒng)中，然后結(jié)合系統(tǒng)本身的指令下達，使整個操作模式具有穩(wěn)定性與精準性，以此來提高實際搬運效率。例如在紡織工廠、食品加工工廠或醫(yī)療產(chǎn)品工廠等，通過搬運機器人的應(yīng)用，可以有效實現(xiàn)柔性化操作，保障物品在傳輸過程中，可以精準地按照相關(guān)數(shù)據(jù)指令實現(xiàn)整個工廠中的全方位操作，進一步提高整體生產(chǎn)質(zhì)量[3]。

3.2 噴涂機器人

噴涂機器人的實現(xiàn)可以替代傳統(tǒng)人工來進行高危險、高污染的自動化操控，在整個生產(chǎn)空間和運作過程中，可以通過噴涂機器人實現(xiàn)完全替代人工操作。同時工業(yè)機器人具備的動態(tài)操控指令，可以基本滿足機器人設(shè)備在空間中的運行路徑，且整個運行狀態(tài)具有靈活性與自由性，有效降低輕工企業(yè)的生產(chǎn)成本。

3.3 焊接機器人

焊接機器人利用可以提升焊接效率，整個操作模式依托于主系統(tǒng)中的參數(shù)設(shè)定，可以自動化生產(chǎn)線中的零部件焊接形成精準對接，且整個焊接工藝具有穩(wěn)定性與時效性，在輕工企業(yè)的焊接操作環(huán)節(jié)中應(yīng)用時，可以提高生產(chǎn)產(chǎn)品的柔性效率。

3.4 自動化裝配機器人

輕工企業(yè)中自動裝配機器人設(shè)備的實現(xiàn)，可以針對不同零件裝配模式設(shè)定出相對應(yīng)的操控程序，然后結(jié)合旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、坐標機構(gòu)等，對當前部件的裝配體系設(shè)定出具有三維動態(tài)化的操控模式，在相關(guān)設(shè)計功能的實現(xiàn)下，可以進一步提高部件在裝配過程中的自動化與智能化效果。除此之外，自動裝配機器人搭載的視覺傳感技術(shù)，可以使整個機器人在運行過程中呈現(xiàn)出人工智能化特點，比如通過高精度的觸覺模擬，分析出部件在組裝過程中呈現(xiàn)出的受力特點，當此類受力參數(shù)超出部件所能承受的最大壓力值時，則主系統(tǒng)將通過反饋到的信息進行壓力值參數(shù)的修改，保證部件裝配過程不會出現(xiàn)因為壓力值擴大所造成的部件損壞問題。自動裝配機器人最高可以實現(xiàn)六個維度的操控，基本可以滿足任何一項裝配需求[4]。

3.5 診斷機器人的應(yīng)用

診斷機器人類似于智能操控體系中的專家診斷系統(tǒng)，是通過對設(shè)備運行過程中所呈現(xiàn)出的異常狀態(tài)進行分析，然后結(jié)合系統(tǒng)基準參數(shù)的設(shè)定，對當前設(shè)備運行中的故障進行精準定位，以此來為后續(xù)維護檢修工作的開展提供數(shù)據(jù)支撐。通常情況下，工業(yè)機器人在輕工企業(yè)中的實現(xiàn)是以故障本身的特征為核心，進行溫度、運行軌跡方面以及運行過程中相關(guān)部件的震動參數(shù)、噪聲參數(shù)等的分析，綜合得出機器設(shè)備運行過程中的故障問題。

診斷機器人可以無須通過聯(lián)網(wǎng)功能的實現(xiàn)進行操作，通過本地監(jiān)測功能的應(yīng)用，可以對設(shè)備運行過程中的故障問題進行調(diào)試，然后將此類信息同步反饋到主系統(tǒng)中，讓工作人員了解當前操控設(shè)備運行中存在的問題。除此之外，診斷機器人中的監(jiān)測系統(tǒng)具備可拓展功能，可以依據(jù)設(shè)備的更新，對監(jiān)測系統(tǒng)中的部分參數(shù)進行同步更新處理，實時滿足操作過程中所面臨的故障檢測問題。

4 結(jié)語

工業(yè)機器人的研發(fā)，對工業(yè)、制造業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要推進作用。企業(yè)通過智能化生產(chǎn)體系替代原有的人工操控體系，進一步提高了自身的生產(chǎn)效率和企業(yè)在市場中的競爭優(yōu)勢。期待在未來發(fā)展過程中，工業(yè)機器人真正向民生方向發(fā)展，結(jié)合人工智能技術(shù)，拓展到更多的領(lǐng)域中，為國家經(jīng)濟體系的完善奠定堅實基礎(chǔ)。