机器人打磨系统控制技术分析论文

时间：2024-10-02 07:29:04 其他类论文我要投稿

机器人打磨系统控制技术分析论文

　　摘要：使用人工智能代替人类进行劳动的思路，在不少行业中得到了应用，现代社会中，机器人越来越常见，工业机器人的用途也越来越广泛。工业领域内已经利用机器人打磨进行工业作业了，以现在的研究程度来看，机器人打磨技术还不够完善，不能为工厂带来太多的经济收益。但是这些都是相对的，机器人打磨技术的成熟是需要时间的，在不久的将来机器人打磨势必能够取代现在的人工打磨，为工厂提高打磨效率，达到资源的最大化利用。机器人等高端智能领域的技术发展程度，是国家综合科研领域实力的体现。在这个崭新的时代，工业机器人的应用是当下世界各国关注的重点内容，全文针对工业上机器人打磨系统控制技术进行了一些阐述，希望能够对想要了解这项技术的读者提供一些帮助。

机器人打磨系统控制技术分析论文

　　关键词：机器人；打磨系统；控制技术

　　随着现代社会工业化进程的不断加深，机械行业已经迎来了长足的发展，人们身边的机械加工物品越来越多。日常用品很多都需要经过打磨才符合人们的审美观点，但是手工打磨的传统打磨方法实在是太耗费时间，新手打磨出的工作面平整度可能达不到工艺要求，而且各个同类物品之间还会存在一定的差异性，这是手工打磨的物品可能存在的弊端。所以当前工业上的研究目标就在于将机器人在产品打磨领域投入使用，代替人力去进行一些繁琐的工作，机器人能够在很多不利于人类工作的环境下完美完成预设工作，也能保证制作产品的标准性，深入研究机器人打磨系统控制技术，能够提高机器人打磨的工作效率，为工厂带来更大的经济效益。

　　1国内外机器人研究的现状

　　上世纪六十年代，工业机器人在这个世界首次出现，在那之后，世界上很多国家都投入了一定的人力物力来进行机器人方面的研究，也涌现出了很多的专业公司，中国在这个领域属于新人，想要追上世界上先进国家还需要进行不断的努力。针对机器人研究的属于高端的研究，该项研究能够给在于一定程度上反映国家在科技领域的综合能力。日本和德国等国家作为工业大国，对机器人领域有很多的研究，这些国家的科研资金投入也是巨量的，中国虽然在机器人领域的研究时间比较短，但是还是取得了一定的进展，在机器人打磨技术的研究领域，我国还是有一些发言权的。[1]中国目前正在努力实现经济赶超，而经济发展绝对避不开工业领域的进步，机器人替代人类进行工厂的繁琐工作，在提高工作效率的同时能够解放生产力，能够为中国的经济发展做出巨大的贡献。但是中国在工业机器人研究领域存在的问题相当大，研究进度缓慢，研发的很多机器人不能达到预期标准，如果从国外购买机器人，价格方面是一个很大的问题，这样的形势压力下，要求中国科研人员加紧开展对机器人的研究工作，让国内大部分工厂都能使用性能较好的机器人进行重复性作业。

　　2我国机器人打磨技术存在的问题

　　2.1机器人打磨程序编译困难

　　当前中国使用的工业机器人主要是按照预设的程序进行工作的，机器人在编译程序的驱导下，将打磨过程中需要经过的点都打磨一遍。这样的方法能够让机器人做出一个个重复的动作，生产出来的产品之间没有明显的差异。[2]但是，预设的程序的编译时相当困难的，因为对一个工作面进行打磨，需要编译人员对轨迹进行精准计算，一旦平面上的点太多，程序就很难编辑，也很难校检。另外，编译专业人员的培养也是很难的，这就导致这样的机器人如果想要改变工作类型，是需要工作人员付出大量努力的。

　　2.2机器人打磨工作情况难以反馈

　　机器人只是根据程序对工件进行打磨，完成规定任务，机器人夹取工件的方式比较少，不同尺寸和形状的工件夹取方法很有可能相同，这就容易引起加工精度低等现象。[3]对于一些要求不高的物品来说，这些加工误差可以被忽略，但是对于一些精密仪器来说，这样的误差是不能容忍的。引起这样的问题的主要原因是机器人打磨的控制系统有漏洞，当前很多机器人的控制系统都是属于开环控制，系统中没有反馈机制，机器人只需要按照系统指示工作到底，至于工作结果如何，系统并没有一个评定。当下最值得研究的问题，就是如何为机器人打磨系统添加合适的反馈机制，让机器人能够时刻根据打磨进度和打磨要求及时调整工作。

　　3如何提升机器人打磨系统控制技术

　　3.1选取合适的机器人类型进行打磨

　　机器人打磨技术的关键就在于利用机器人对工件进行打磨，所以机器人的选择是打磨质量的关键性影响因素。[4]机器人能够进行的工作内容和机器人设计的合理性对工作完成度的影响甚大，如果机器人法兰盘的活动区域太小，那么机器人在完成比较大的工件平面打磨的时候，打磨工作会很难进行，因此选取合适的机器人类型对工件进行打磨时很有必要的。

　　3.2设计合理的末端夹具

　　机器人的末端夹具连接在机器人手腕部位，夹具样式的不同决定了机器人能够进行的工作种类。打磨用机器人的末端夹具是打磨头，对打磨机器人来说，不同的工件需要工作的打磨区域不同，设计合理的末端夹具能够确保打磨工作的顺利进行。

　　3.3选取合适的主控制器

　　打磨机器人所打磨的工建虽然不尽相同，但是在主控制器这一方面的要求却是一致的，主控制器需要保证机器人系统运行的稳定性。从对机械类仪器的了解中可以得知，机器的内部越复杂，机器越难以保持稳定状态，控制系统也是一样的，需要控制的东西越多越复杂，控制工作就越难以进行。所以选择合适的主控制器对于打磨工作的帮助是巨大的，选取控制器主要从以下两方面来考虑：第一，选取合适的主控制器种类。[5]当前市面上常见的主控制器有两种，工控机、PLC工控机。与PLC工控机相比，工控机的优点在于能够使得系统对打磨过程进行实时监控，能够为系统存储更多的数据和程序，这样的特点使得工控机比较适合应用于大型控制系统。[6]有得必有失，大量的数据存储会为设备添加太多的负荷，更加容易损坏。相对而言，PLC工控机就比较安全，这类主控制器各方面的指标都比较协调，抗干扰能力也比较强，适用于干扰比较大的场所。另外，PLC工控机的操作相对工控机而言比较简单，适合新手入门级的学习和使用，因而受众更广泛。第二，选取合适的主控制器型号。基于对当下PLC工控机被广泛应用的现状的考虑，为机器人控制系统选取合适的主控制器型号也变得相当困难。PLC工控机的发展相当迅速，而且还在短板处不断创新，向着大数据容纳的目标迈进。[7]不同型号的PLC工控机的设计方向不同，日本德国等都是这方面比较先进的国家，这些国家在主控制器功能的开发商都有不同程度的延伸，选取PLC工控机的时候要考虑控制系统需求的容量，以及程序编辑是否方便等多方面因素。

　　3.4选取合适的传感器

　　传感器作为控制系统中极其重要的组成部分，主要是将感应到的相关内容通过特设的系统传递出去。传感器的种类也很多，主要是按照感应到的信息不同进行区分的，距离、温度、湿度、摩擦力、压力等等都可以是感应器的感知内容。[8]不同的传感器的工作性质不同，称重传感器和压力传感器都可以应用到打磨机器人的控制系统中，但是二者之间还是有细微的差异的，并且这两类传感器还能细分为更多的类型，以实现不同精度的打磨需求，所以要想为打磨机器人配备合适的控制系统，传感器就要选择合适的类型。

　　4结束语

　　未来的工业领域，机器人全面替代人类进行一些高强度高难度以及重复性工作基本已成定局，抓住机会抢占先机是时代对中国研究人员提出的要求。文章正文对机器人的发展进行了简要分析，并对机器人打磨系统控制技术的改进提出了一点自己的看法，但是该项技术还存在不少需要深入研究才有可能解决的问题，比如坐标系如何建立以及控制核心如何确保精准度等问题，这些都是阻碍机器人打磨技术发展的不利因素，如何处理是当下机器人打磨领域急需思考的问题。

　　参考文献：

　　[1]于复生，徐升明，杜桂林，等．基于S7-200PLC的散热片自动化装配的控制系统设计[J]．组合机床与自动化加工技术，2015（11）：107-109．

　　[2]李勇波，杨扬，何佳，等．基于PLC和触摸屏的光纤预制棒加工专用机床改造[J]．组合机床与自动化加工技术，2016（7）：121-123．

　　[3]王超，徐力生，徐蒙，等．基于PLC的灌浆压力自动控制系统设计与试验研究[J]．中南大学学报（自然科学版），2017，44（10）：4055－4062．

　　[4]马飞菲，张鹏，黎勉，等．基于FX-3UPLC的63T螺旋精压机伺服控制系统的设计[J]．机床与液压，2016，42（14）：104－106．

　　[5]吕华芳，杨汉波，丛振涛，等．基于PLC控制的室内降雨入渗自动测定系统[J]．农业机械学报，2015，45（9）：144-149．

　　[6]黄剑，姜淑忠，李小海．基于PLC的螺纹管自动加工控制系统设计[J]．组合机床与自动化加工技术，2016（11）：277-279.

　　[7]王宝迪.远程打磨机器人在EPR核岛辅助管道施工中的应用[J].科技与创新，2016：08-97.

　　[8]张晋.大型压力容器打磨工艺及爬壁打磨机器人研究[D].浙江工业大学，2015：01-02.

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