工业机器人技术特点及电气控制中应用

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1工业机器人控制系统的特点

（1）机器人技术与动力学理论、机械力学之间存在紧密的关联性，想要机器人执行特定的某个行为或动作，应该事前设置好合理的技术参数，对于不同的作业场景，对机器人运动的轨迹以及操作行为也会发生相应的变化，机器人运行过程中可以水平移动或垂直移动，结合实际需要合理设置机器人的自由度，以保证机器人可以实现多项操作行为。（2）机器人的每一个自由度都会对应一个独立的私服单元，私服单元可以直接通过计算机系统进行组合配置，通过私服单元相互配置实现机器人完成不同高度操作行为。（3）通过计算机管理系统来控制机器人执行特定的指令，管理系统预留多个多机器人操作行为的路径与方式。

2机器人自动冲压线系统的控制方案设计研究

2.1双层控制系统方案

借助双层控制系统可以让冲压系统从总控制系统中脱离出来，以独立系统的形式存在，操作人员利用耦合器与通信设备将传感器与压缩机进行关联，同时借助以太网实现对各个组件的持续性监控。除此之外，还可以通过计算机终端实现对作业全程的监管，这项监管功能还能实现分层监管，利用传感器将各个组件的状态实时传输给计算机控制系统。针对不同的组件，可设置不同的信号传输效率，假若部分网段出现异常，那么其他网段仍然可以正常运转以保证整个管理系统的稳定性，同时为后续的组件检修提供巨大的便捷。

2.2安全防护系统方案

安全防护系统的功能主要是保证生产作业过程中的安全性，确保自动化生产作业过程中不会出现人员伤亡或设备损坏等现象，同时有效保证电气设备运行过程中的安全性与稳定性。安全防护系统的设计主要涉及两方面的内容：硬件设计与软件设计。其中硬件方面较为简单，主要是安装安全门即可。软件方面则是利用安全软件加强对各个组件的运行状态监管，将组件的运行状态实时反馈给管理系统，管理系统会结合反馈信息来判断组件运行过程中的安全状态，从而有针对性地调整组件的运行技术参数，以保证组件始终处于安全状态下。

2.3电控系统的硬件设计

在设计控制器的过程中，应加强对控制器稳定性的重视，本文选择使用西门子研发的高性能S7400控制器，通过计算机终端实现显示功能，电气设备的电源模块选择西门子生产的CP640。选择使用标准化的CP443模块。控制机柜需要配备照明设备、交换机、PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器）组件、插座等。电源选择使用380V电源，控制电柜采取接地处理措施。

2.4机器人控制系统的软件设计

机器人控制系统选择使用西门子研发的配套控制软件作为开发环境。机器人控制系统内包括通信模块、模块的分配地址、故障诊断、电气设备运维、数据信息管理。在控制系统中开发出数据保存、保管的数据库，以保证管理信息不会泄露、损坏、丢失。作业现场应实现现插现用，保证电气设备的运行状态信息可以全部保存在数据库中。

3工业机器人技术在电气控制焊接技术中的应用

机器人的作用主要是代替人工完成复杂、重复、危险的工作内容，实际生产活动中大部分工作内容都是重复的，实际作业的操作性较低，所以可以使用机器人作业，这样不但提高了生产效率，而且在一定程度上降低了生产成本，帮助企业实现经济收益最大化的目标。此外，在部分危险、环境恶劣的作业环境中也可以选择使用机器人替换人工进行作业。

3.1焊缝的自动捕捉和自动跟踪相关技术

焊接机器人可以实现自动确定焊接部位、焊接作业追踪功能，焊接机器人可以提高焊接作业的质量。机器人在实际焊接的过程中，因频繁作业可能会出现作业误差、辐射、弧光等负面影响，且可能会出现焊接火花肆意飞溅、焊接温度波动较大等现象，促使最终的焊接质量无法得到保障。而焊接捕捉技术的处理则有效解决了这些问题，通过对焊接作业的全程跟踪、校检，保证机器人焊接作业始终按照规范标准进行。近年来，我国的计算机应用技术与智能化技术不断得到发展，焊接跟踪技术也逐渐进入到智能化的发展阶段。

3.2远距离遥控焊接、编程、规划焊接路线相关技术

现阶段，我国经济蓬勃增长，同时科学技术也获得了发展，在这种利好的背景下，焊接连接技术的适用范围得到拓宽。在焊接质量稳定的前提下，提升了焊接作业人员的作业舒适程度，且大大降低了焊接作业安全事故发生的可能性。目前，我国的焊接技术不断提升，可以初步性尝试远距离焊接作业。实践活动中基本上采用远程遥控焊接施工方案，这种焊接方式属于人机交互模式。具体而言是指操作人员直接远程控制管理系统操控机器人完成焊接作业。现阶段，我国的智能化技术研究尚未发展成熟，理论界对自动化遥控技术方面的研究鲜有人之。上个世纪七十年代，某国的核电站建设工程施工过程中出现非常严重的核废料泄露安全事故，此次安全事故造成了非常恶劣的社会影响，在实际抢险救治过程中，即利用远程遥控技术对事故现场进行指挥管控，避免事件进一步恶化，将安全事故的影响降至最小程度。基于相关领域应用技术蓬勃发展的前提下，焊接技术、焊接质量、安全性、稳定性均获得了一定程度的提升，且智能化焊接技术的适用范围得到了拓宽。机器人的离线编程方案是指机器人控制系统编程语言的延展，利用科学的图像以及相关计算机算法实现。机器人在实际进行焊接作业的过程中，应该结合焊接作业的需求，设置合理的技术参数，以此设计机器人的运动轨迹，保证机器人满足实际作业的需求。

3.3专门电弧焊相关的电源技术

结合实际情况而言，焊接技术主要涉及点焊与弧焊两种类型，焊接作业所需要适用到的各种机械设备主要是指推进机构与电源装置，专用的电弧焊电源的整体性能比较理想，这种电源在智能机器人焊接作业过程中具备比较突出的效能。近年来，随着我国的计算机应用技术与电子信息技术不断发展，机器人焊接质量不断提升，为其提供了一种新的作业途径。

4工业机器人技术在电气控制中的应用

4.1电气控制

电气设备控制具有较强的专业性与技术性。随着电气自动化技术的不断发展，自动化设备在工业生产中得到了广泛的应用，并且对促进电气行业的发展也具有重要的作用。现阶段，基于计算机技术和智能化技术的支撑，电气控制的智能化程度不断提高，能够更加灵活地控制设备，确保设备一直处于最佳运行的状态，进而提升工作效率和节约劳动成本，实现以低成本换大效益的目的。

4.2电气日常操作

如果操作电气设备时出现不当行为，在降低生产效率的同时，可能会引发安全事故，进而给企业带来巨大的经济损失。为了提高电气设备操作的规范化水平，各工业企业采取了系列措施，例如开始积极应用电气自动化技术，对电气设备进行自动化和智能化管理。面对系统复杂、电气设备繁多的问题，运用工业机器人技术能够简化电气设备的操作流程，通过鼠标和键盘即可控制断路器与电动隔离开关，还能根据需求动态调整励磁电流。通过控制系统来了解电气设备的运行情况，并依据这些信息数据为日常管理决策提供支持，制定科学合理的管理方法，从而满足复杂的日场操作需求，减少电气系统控制时间，保持更高的控制效率。跟过往的控制方法相比，使用工业机器人技术能够更有利于节约人工成本，降低工作人员的劳动强度。

4.3故障诊断应用

电气设备运行过程中，可能会因为外部因素的影响而发生异常，如果不能快速完成故障诊断与定位，将会对整个电气系统的运行状态产生不利影响，导致更大的危害和损失。在电气控制中应用工业机器人技术，则能够采集与处理设备的各类数据信息，如果功能完善还能存储数据，从而加快电气系统故障诊断的过程，提高故障定位的精准性，进而分析和判断故障发生的原因，并制定具有针对性的措施来解决，保证在最短的时间内使电气系统恢复正常运行，满足生产要求。

4.4电气设备应用

在实际生产中，需要确保电气设备设计满足自动化操作的基本要求，设计时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，涉及诸多学科和技能，可以通过计算机设置一些算法，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。基于监控数据模拟电气系统运行情况，监视系统设备的开关量，发现异常情况时可以自动报警，甚至可以自动切断部分电气设备，保证设备处于安全状态，防止故障范围进一步扩大，尽可能地降低故障造成的损失。

5结语

近年来，随着工业机器人技术不断得到优化与完善，这项技术在电力设备生产制造活动中的运用程度越来越高，可以强化对设备的控制。此外，机器人技术还可以作用在电气设备故障检测活动中，对设备故障点进行精准性定位，保证电气设备安全、稳定运行。工业机器人技术的出现提高了电器设备运行的效率、安全性、稳定性，降低企业的劳动力规模，提升了电器设备的智能化、自动化水平。

作者:侯祥 赵岩 徐明远 单位:山东高速铁建装备有限公司