工业机器人视觉系统在电气自动化中的应用

工业机器人视觉系统在电气自动化中的应用

吴龙

天津中科晶禾电子科技有限责任公司 天津 300450

摘要：工业机器人现在已经被广泛的应用到众多领域中，例如工业生产、航空航天等，对于特殊生产环境有着更高的适应性。就工业机器人的电气控制应用进行分析，需要了解其结构组成，总结其分类情况，判断可应用方向，并做好电气控制系统各部分研究设计，以此来保证工业机器人技术的优势得以全面发挥。

关键词：工业机器人；电气控制；应用

1工业机器人组成与控制方式

1.1工业机器人的结构组成概述

1.1.1工业机器人的主体执行机构

工业机器人的主体结构更多的是指其外在形态的结构，或者说是其具体执行工作任务的结构。工业机器人的主体结构为了更好地提供操作服务往往会选择较为灵活的机器臂结构，有些机器人还会根据需要配备行走结构。工业机器人的运动结构都是仿照人的关节设计的，称为自由度。一般而言，工业机器人的自由度为3～6个。自由度越多灵活性越好。而机械爪作为工业机器人的执行结构，又可以根据其抓取物体方式的不同而分为喷气式、气吸式、夹钳式等种类。

1.1.2工业机器人的驱动机构

驱动机构也就是促使工业机器人能够完成各项操作动作的动力以及传动装置，利用其动力装置来驱动执行机构进行各项活动，从而完成操作。一般而言，工业机器人的驱动动力多是电力、液压和气动等。

1.1.3工业机器人的传感器装置

传感器对于工业机器人而言是一个十分重要的结构，主要功能是实时监测机器人的内部及外部的工作状态。其中，内部传感器主要用来检测机器人的位移、速度以及加速度等信息，而外部传感器则主要用于检测机器人的外部工作环境。

1.1.4工业机器人的控制系统

控制系统可以说是对工业机器人起着决定性作用的结构部分，是其他所有结构的中枢。现阶段我国的工业机器人的控制系统主要有集中控制以及分散控制两大类。机器人的控制系统需要提前输入控制命令，而从输入方式上的不同又可以将其分为编程输入和示教输入两种。随着科技的不断发展，工业机器人在处理图形图像方面的技术有了较大突破，使得机器人不仅能够适应更加复杂的工作场景，且具备了自适应和自学习能力，从而具有了在宏指令的指引下自编程的能力，大大提高了工业机器人的应用范围和水平。

1.2工业机器人技术的具体控制方法概述

1.2.1点位控制法及其要求

点位控制主要是针对工业机器人末端执行器而言的控制方法，也就是针对机器人开展作业时的某些点位的位姿实施控制。这种控制方法不会严格规定机器人到达目标位置时必须使用什么样的运动轨迹，只是在确定了相邻点位的运动速度和位置精度标准的基础上完成一种快速而准确的移动。点位控制法能够保证机器人在最短的时间内精准完成相对位置上的操作任务。

1.2.2连续轨迹控制法及其要求

连续轨迹控制法同样是针对工业机器人的末端执行器的位姿而言的，与点位控制法的不同之处在于它实施的是连续的控制。不仅规定了机器人的运动轨迹，更是在运动速度以及位置精度方面提出了严格的要求，要求机器人不仅要按照预设的轨迹及速度进行运动，还必须要保证精度。在这种连续的控制之下，机器人不仅能够连续完成所要求的操作流程，还能够提高其操作的精确性。

1.2.3力学控制法及其要求

对机器人在完成操作任务时的用力情况进行控制。因为需要用到工业机器人进行操作的对象种类不一，在面对一些强度不高的产品时，为了更好地保证产品的完整性，就要对机器人的操作力度加以控制，不仅需要控制其力量，也要保证精准度，从而高质量地完成操作任务。

1.2.4智能控制法及其要求

要想开展精确高效的智能化控制，首先需要机器人利用自身的传感器来收集周围环境中的有效信息，然后再通过与自身所储备的知识相对照，从而做出相对应的执行决策。要想实现智能化的控制，就需要机器人拥有较高的环境感知及自学能力。智能控制法的存在使得机器人在不借助人力的情况下也能很好地应对一些突发情况下的各种问题。

2工业机器人技术在电气控制中应用分析

2.1电气控制方面

电气设备控制具有非常强的专业性与技术性特点，可以说是电气领域研究的要点。随着电气自动化技术的不断发展，自动化设备已经成为了工业生产中的主角，并且在电气行业的发展中起到了至关重要的作用。目前来看，在计算机技术以及智能化技术的支持下，电气控制在不断的实现智能化，更灵活机动的完成设备控制，使其始终维持在最佳运行状态，提高工作效率，以更低的劳动成本和成本来换取更大的效益。

2.2电气日常操作

电气设备如果操作不当，不仅会对生产效率产生影响，甚至还会产生安全事故，产生重大的经济损失。为加强对电气设备规范化操作的管理，各工业企业均采取了系列措施，积极应用电气自动化技术，实现对电气设备的自动化与智能化管理。面对系统复杂、电气设备繁多的情况，应用工业机器人技术，可以简化电气设备的操作流程，应用鼠标与键盘便可完成断路器与电动隔离开关的控制，以及还可以根据需求调整励磁电流。通过控制系统来掌握电气设备的运行情况，根据所获得的信息来为日常管理提供支持，制定科学可靠的管理方法，有效的来应对复杂的日场操作需求，节省电气系统控制时间，保持更高的控制效率。相比以往所用控制方法，在工业机器人技术的支持下，进一步减少了人工成本，劳动强度也大大降低。

2.3故障诊断应用

电气设备运行经常会因为外部因素的干扰而产生异常，一旦无法在短时间内完成故障诊断与定位，必定会影响整个电气系统的运行状态，产生更大的危害和损失。工业机器人技术在电气控制中的应用，可以对设备的各类数据信息进行采集与处理，并且在功能逐渐完善的情况下，还可以完成部分数据的存储。这样就可以通过工业机器人技术的应用，来进一步简化电气系统故障诊断的过程，更精准的定位故障位置，分析判断故障发生原因，然后在此基础上采取有效措施解决应对，确保电气系统可以及时恢复正常运行，满足生产要求。

2.4电气设备应用

在实际生产中要保证电气设备的设计必须满足自动化操作基本要求，设计时要综合工业机器人技术特征进行分析，确定其应用方向。电气设备系统复杂程度比较高，涉及到诸多的学科和技能，可以通过计算机来设置一些算法，针对电气设备系统的各项参数进行计算，对电气设备控制系统做进一步优化，提高设备的实际运行效率。并且，还可以对电气设备的运行状态进行动态监控，为电气控制提供支持。基于监控数据来模拟电气系统运行情况，监视系统设备的开关量，一旦发现异常将会自动报警，必要时还会自主切断部分电气设备，确保设备处于安全状态，以免故障范围的进一步扩大，将故障损失控制到最小。

3结语

综上，工业机器人技术凭借其自身优势，不但在工业生产领域有着显著的作用，在生活中结合电气工程技术也能够为人们带来极大的便利。随着科技的进步，工业机器人势必会在工业领域中发挥更大的作用，为我国工业发展提高提供保障。

参考文献

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