路東興

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)，甘肅蘭州 730207）

隨著我國(guó)信息技術(shù)基礎(chǔ)建設(shè)普及程度的不斷深入，目前工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在我國(guó)制造業(yè)中初步投入生產(chǎn)活動(dòng)，但由于技術(shù)限制，我國(guó)智能制造轉(zhuǎn)型程度不足。為了制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)器人、信息技術(shù)等相關(guān)行業(yè)也要不斷創(chuàng)新進(jìn)步，而滿足該目標(biāo)的技術(shù)就是要了解工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，清楚制造業(yè)發(fā)展需要，從而對(duì)二者后續(xù)發(fā)展作出綜合探討。

1 工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)

在智能機(jī)器人中，數(shù)字控制器服務(wù)器軸與運(yùn)營(yíng)商的電線桿連接，命令是按照事先制定的程序執(zhí)行的。在這一階段，工業(yè)機(jī)器需要使用人工智能技術(shù)，這種技術(shù)將教學(xué)工作、攜帶傳感器和工業(yè)機(jī)器人的工作合理化結(jié)合起來(lái)。

工業(yè)機(jī)器人主要由三個(gè)要素組成:主、副推進(jìn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括手腕和手臂。大多數(shù)機(jī)器人有三到六度，手腕有三度。工業(yè)機(jī)器人的主要控制技術(shù)如下:

（1）開放式單元控制系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)可以通過分配的運(yùn)動(dòng)控制器、機(jī)械控制器和傳感器處理板來(lái)有效完成。

（2）使用模塊的液位控制軟件。軟件系統(tǒng)以多功能操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，具有多個(gè)層次的分層設(shè)計(jì)概念，并且開放。該系統(tǒng)基本上分為三個(gè)層次:計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)、章程和應(yīng)用系統(tǒng)。

（3）工業(yè)機(jī)器人故障診斷和維護(hù)技術(shù)。通過將數(shù)據(jù)和信息結(jié)合起來(lái)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行故障進(jìn)行了科學(xué)診斷，并采取了良好的維修措施，確保工業(yè)機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

2.1 信息交互與效果評(píng)估技術(shù)

選擇合適的傳感器，以便根據(jù)應(yīng)用需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與站點(diǎn)之間的信息互動(dòng)。光伏照明是最簡(jiǎn)單的操作方法，在某些復(fù)雜或特殊情況下，可以選擇光學(xué)系統(tǒng)來(lái)提高系統(tǒng)的靈活性。關(guān)于涉及安全風(fēng)險(xiǎn)的因素，可以增加類似傳感器，例如安全線，并加強(qiáng)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。在部署傳感器時(shí)，應(yīng)避免干擾環(huán)境，并確保及時(shí)和準(zhǔn)確地交流信息。

機(jī)器人的精確度很高，承載能力強(qiáng)，穩(wěn)定，效率高，適應(yīng)環(huán)境的能力比人類強(qiáng)。但靈活性與人不同。而在工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用中，我們肯定追求其價(jià)值最大化，所以就應(yīng)該盡可能利用其優(yōu)勢(shì)，比如其可以面對(duì)大量繁雜、危險(xiǎn)的生產(chǎn)活動(dòng)等。對(duì)此相關(guān)企業(yè)應(yīng)建立工人與機(jī)器人合理搭配的工業(yè)制造體系，使人工與機(jī)器人緊密結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)互相彌補(bǔ)缺點(diǎn)，從而充分發(fā)揮工業(yè)機(jī)器人的作用。

2.2 工業(yè)機(jī)器人的直覺示教以及快速編寫程序技術(shù)研究

工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際生產(chǎn)可以大大提高生產(chǎn)效率，例如，當(dāng)汽車制造商在汽車的實(shí)際焊接時(shí)，使用工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際時(shí)間約為20 小時(shí)，但人工實(shí)際焊接時(shí)間約為60小時(shí)。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的直覺示教相關(guān)技術(shù)的研究大概有以下幾個(gè)方面：一是手動(dòng)牽引，該技術(shù)就是模擬真人手的發(fā)力狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人活動(dòng)過程中對(duì)發(fā)力大小的控制，并將此轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸?shù)酵饨?；工業(yè)機(jī)器人可以學(xué)習(xí)和模擬人的運(yùn)動(dòng)的變化，詳細(xì)記錄其運(yùn)動(dòng)的具體軌跡，并根據(jù)記錄進(jìn)行提取。實(shí)踐中這一辦法的一個(gè)缺點(diǎn)是，購(gòu)買傳感器的成本相對(duì)較高，而且工作人員在安全方面的要求可能更高。視覺教育遵循手動(dòng)指導(dǎo)的道路，這意味著經(jīng)營(yíng)者本身必須清楚地知道目標(biāo)的方向，并通過相關(guān)的跟蹤系統(tǒng)完成教育。在世界上許多國(guó)家，光學(xué)教育已經(jīng)通過手動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)行，這是對(duì)多傳感器教育的適應(yīng)，但目前，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，人工采用的方法相對(duì)較少。

2.3 力和運(yùn)動(dòng)混合控制技術(shù)

在這個(gè)階段，工業(yè)機(jī)器人被使用。這兩個(gè)機(jī)構(gòu)都是為執(zhí)行與體育有關(guān)的任務(wù)而設(shè)計(jì)的，并在下列領(lǐng)域廣泛開展工作：裝卸、焊接和噴霧。隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人被用于工業(yè)制造，完成簡(jiǎn)單而不復(fù)雜的任務(wù)，如研磨和拋光。粉末機(jī)器人通常由下列部件組成：飛機(jī)機(jī)身、控制柜、研磨機(jī)和六維傳感器。在工業(yè)機(jī)器人的研磨過程中，所使用的研磨工具可以實(shí)現(xiàn)良好的觸摸控制，并最終實(shí)現(xiàn)權(quán)力和運(yùn)動(dòng)的混合控制。在研磨過程中，有必要利用計(jì)算機(jī)研磨軌跡來(lái)出口與控制庫(kù)的連接，并在加工過程中對(duì)機(jī)器人進(jìn)行研磨。然而，在這一階段使用的工業(yè)機(jī)器人并沒有完全的控制，這大大限制了其應(yīng)用范圍?？刂乒I(yè)機(jī)器人力量的兩種方法：（1）動(dòng)態(tài)建模；（2）力控制算法實(shí)時(shí)執(zhí)行器的研發(fā)力度。在終端執(zhí)行裝置的設(shè)計(jì)中，高性能控制是可行的，對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的混合控制分為兩個(gè)主要方面：力和位置的混合控制。通過混合控制，小量級(jí)機(jī)器人展示負(fù)載關(guān)節(jié)的預(yù)期控制力，同時(shí)結(jié)合力和動(dòng)能控制。

3 未來(lái)機(jī)器人應(yīng)用發(fā)展方向的展望及建議

3.1 提高高校專業(yè)人才培養(yǎng)力度

工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)和應(yīng)用需要許多本國(guó)人才。我們必須努力培養(yǎng)相關(guān)行業(yè)的人才，確保機(jī)器人的技術(shù)水平，并提高國(guó)家的智能工業(yè)化。例如，高等學(xué)?？梢栽跈C(jī)器人開發(fā)、機(jī)器人應(yīng)用和系統(tǒng)整合以及人工智能等領(lǐng)域增加專門的“自動(dòng)化職業(yè)”培訓(xùn)。通過這些課程，培養(yǎng)人才，以獲得關(guān)于工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)、機(jī)械控制和方案編制的知識(shí)，從而提高我國(guó)智能制造業(yè)中工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)和性能。

3.2 完善國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的功能、性能及系統(tǒng)集成

雖然工業(yè)機(jī)器人目前更有能力執(zhí)行程序，但與國(guó)外相比，在應(yīng)用中的動(dòng)力學(xué)、功能和性能方面仍存在一些差距，使其無(wú)法手動(dòng)操作，進(jìn)口仍然是主要部件的主要來(lái)源。鑒于機(jī)器人部件的性能是影響其總體性能和智能水平的主要因素，建議進(jìn)一步努力開發(fā)機(jī)器人的關(guān)鍵部件，并加強(qiáng)機(jī)器人應(yīng)用的整合能力。重點(diǎn)是服務(wù)、工業(yè)計(jì)算機(jī)和機(jī)器人控制軟件等優(yōu)先研發(fā)項(xiàng)目。與此同時(shí)，可以大力促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人在不同部門的使用，并支持系統(tǒng)綜合企業(yè)向終端用戶提供功能上穩(wěn)定和性能良好的機(jī)器人應(yīng)用程序，同時(shí)充分考慮到不同行業(yè)的不同技術(shù)需要。

3.3 提高工業(yè)機(jī)器人的人工智能水平

今后，我們應(yīng)該加強(qiáng)智能工業(yè)機(jī)器人的研究，提高機(jī)器人人工智能，提高智能工業(yè)化。以移動(dòng)電話行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)證為例：在國(guó)內(nèi)運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器人雖然能夠分配產(chǎn)品，但目前無(wú)法對(duì)移動(dòng)電話進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試。將來(lái)，“智能識(shí)別”功能可以整合到機(jī)器人的設(shè)計(jì)中。在此基礎(chǔ)上，可以通過光譜技術(shù)識(shí)別電話表面的劃痕，從而去除不需要的材料。

4 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)言之，對(duì)工業(yè)機(jī)器人用于智能工業(yè)化的案例研究有助于了解工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)表現(xiàn)水平的不足之處，并解決我們的技術(shù)與國(guó)外技術(shù)相比的不足之處。今后，我們的智能制造業(yè)應(yīng)加強(qiáng)其人才發(fā)展能力，加強(qiáng)機(jī)器人的功能、性能和系統(tǒng)整合能力，充分整合外部信息，提高機(jī)器人人工智能水平，以增加使用工業(yè)機(jī)器人的全部?jī)r(jià)值，并提高我們智能制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。