工業機器人在電氣控制中應用淺談

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摘要：隨著我國制造業轉型升級步伐進步加快，在生產制造中，會應用更多的機器人技術來實現智能化制造，而且工業機器人技術在許多的生產領域都有應用。在電氣控制中，機器人技術可以實現對電氣設備的智能管理，減少人為干預，以使機器運行更加穩定。機器人技術也是目前工業制造領域的一項重大革新技術，會實現無人控制、智能化管理，以使電氣設備運行更加穩定、更加高效。

關鍵詞:工業機器人；電氣控制；應用思路

引言

機器人技術是目前高端制造中的一些創新技術，可以使制造業得到快速的發展。智能控制技術可實現對各類設備智能化管控，機器人技術為電氣設備運轉帶來更大的安全保障，而且還會減少設備在運作中，給人員帶來的威脅，會節省電能消耗，而且也會提高設備的運作效率，給操作人員節省更多的工作量。因而，在未來的電氣行業中，機器人技術會成為電氣設備制造的新發展趨勢。

1工業機器人技術概述

機器人應用到工業領域會使用更多的智能化的機械，它們可以自由執行各類生產制造任務，靠電動來實現對各類設備的智能操控。另外，根據后臺的計算機終端發出的指令來操作設備，這些計算機的設備就會像人腦一樣發出各類指令信息，進而去完成整個操作過程，會實現整體生產制造智能化自動化，使制造工作效率變得更高，系統運作更加靈活，也更加穩定，會進一步增強各類設備的運行效率。機器人會包含主體控制核心系統和驅動等多個部分組成，機器人主體包含了基座和執行部位，如機器人的臂部、腕部和手部，有些機器人還會行走，因此還有行駛的功能。很多機器人都會有4個左右的運動自由度，其中在機器人的腕部就會有3個運動自由度，另外在機器人內部的啟動裝置中會有傳動設備和動力設備，來促使機器人運轉。在機器人的核心控制系統，通過輸入一定的程序指令，來操作機器人各個部位的運作。目前，機器人可以根據腕類型，劃分為直角坐標系和圓柱坐標系，其中直角坐標就是在直角坐標的三個方向移動，圓柱形則可以上升、下降、回轉以及伸縮。在一些工業制造企業內部，還會有關節型的機器人，這類機器人有很多的轉動關節，可以根據下發的指令去轉動，來實現生產操作[1]。機器人是比較精密智能，而且在機器人中有大量的軟件。通過應用軟件控制系統的方式，來實現對各個部件的靈活操控。自動控制系統可以對機器人做好管理控制調度，以此來實現各項生產作業有序推進，提高產品生產質量，降低整個產品生產的成本。另外，機器人設備也能夠減少對能源的消耗，以及對外界環境的污染，隨著當前我國高科技迅速的發展，在機器人中，會使用更多自動化的裝備，這些裝備可以使產品生產制造工作變得更加精細，更加柔性，實現數字化生產、智能化生產、網絡化生產[2]。

2機器人自動沖壓線系統的控制方案設計研究

2.1雙層控制系統方案

通過應用雙層網絡控制系統，實現沖壓系統從總控系統中獨立，另外工作人員可以應用數據通信裝置和耦合器，逐步將壓機與自動傳感器控制主站連接，也可以應用太網進一步實現對各設備的實時監控。另外，應用計算機控制終端，能夠對各個生產線的作業環節做好全面的監控，應用分層的管理控制，可以在不同的設備中，設置不同數據傳輸通訊的速率，如果一側的網段產生問題，那么另一側也能夠有正常運轉，進而會提高整體生產系統的柔性和穩定性，也方便對各類設施設備的維修[3]。

2.2安全防護系統方案

使用安全防護系統可以確保生產現場和人員人身安全，也可以使電氣設備更加穩定安全地運作，安全保護系統需要通過軟硬件的設計，如在硬件方面可以安裝安全門，以及應用IOS模塊來實現對各類操作設備的連接。應用安全總線與PLC控制系統。在安全管理系統方面，可以使用安全軟件對各類設備的故障部位做好精準的判別。從安全軟件管理系統進行程序設計，并加強對安全回路的管理控制[4]。

2.3電控系統的硬件設計

在設計控制器時，要考慮到控制器的穩定性，可應用西門子的S7400作為控制器，應用PC終端顯示，設備供電電源模塊就可以應用西門子CP460，在選擇以太網時，就可以應用標準CP443模塊。在電機設備的控制機柜上，要配備照明、插座裝置、PLC、交換機。在電力設備的配電方面要應用380伏的電源接線，而且可應用控制柜來接地，應用24伏的直流電機作為機械使用控制箱的配電設備。要為插座提供電源以及配備相應的照明系統，左邊電機控制柜為提供照明的控制系統，右邊為控制柜的插座。2.4機器人控制系統的軟件設計在機器人控制的軟件上，可以使用西門子所配套的編程軟件作為公司系統開發環境。控制軟件內要包含設備的組態設備通信模塊、分配模塊地址，另外也要包含設備運維管理、文檔資料管理、故障診斷。在控制系統內，設置數據庫，實現對數據信息的實時更新。在現場總線中，要實現即插即用，就要使用電子設備的數據庫的文件來描述設備運行狀態信息。另外，要給該裝置配備電子數據庫文件，通過將設備內部的各類部件集成的控制系統平臺上，以便能夠使系統了解到各個部件運作信息[5]。

3工業機器人技術在電氣控制中的應用功能研究

3.1高效處理數據及采集數據

在電氣控制裝置中，可以實現對各類設備運行數據分析，通過將數據傳輸到后臺的控制終端，由工作人員對這些數據進行深度的挖掘分析，并將部分關鍵數據存儲起來，以便后期數據分析。在電氣設備中安裝一些傳感器，通過直接傳感器實時捕捉電氣設備運作時狀態信息，應用智能機器人技術來對數據做好實時分析，并且機器人技術也可以實現對設備異常故障定位，也可以實現對電氣設備故障的智能化處理、自動處理。

3.2監督系統運行，發出警報信息

機器人技術可以對電氣設備運行中出現的各類故障做好有效的監督，也能夠快速地傳送到終端系統上，形成對整個電子系統的模擬。機器人技術會對電氣設備的部分開關做好監控，避免異常故障產生。在電氣設備中，安裝自動警報裝置，可以及時預警，對于出現的突發狀況，可以自動地切斷電源，而使電氣設備免受損[6]。

3.3實現對電氣設備的智能化操控

應用智能化操控技術可以實現對電氣設備簡單的操作，在設備制造中融入智能技術，此時工作人員就可以通過鼠標、鍵盤，輕松實現對各類電器裝置如開關、隔離裝置、斷路器的控制。另外，也能夠通過計算機，去調節電氣設備的電流，應用智能技術會大幅度地減少設備使用中的工作量，給工作人員帶來更多的便捷，減少工作人員的勞動強度。

4工業機器人技術在電氣自動化中的應用研究

4.1應用于電氣設備設計

在電氣設備的設計中，設計師要分析智能技術和自動技術在設備中的應用狀況，并通過研究相關機器人技術來優化設計電氣裝置的設計圖。另外，要對機器人技術特征有更深入的分析，由于電氣設備內部的各類電路布局系統比較復雜，包含了很多的零部件，也會包含很多學科的知識。在設計過程中，可以通過應用軟件控制方式，設計一些算法，進而去實現對電路電氣設備內部系統數據的模擬計算，以便實現對整個電氣設備的控制系統的優化設計。在某種程度上，提高設備運轉的工作效率和質量水平。

4.2應用于電氣控制工作在電氣設備制造中，構建控制系統對于整個設備運作來講比較重要，電控系統會實現對各部件的靈活操控。在當前電氣設備智能化發展方向上，應用智能控制系統，會逐步降低設備的電能消耗，而且會提高整個電力設備運轉效率，大幅度地提升了整個生產制造的工作效率，也壓縮了設備生產制造和設備運行的資金和成本費用，有效地減輕工作人員的工作量。

4.3用于電氣設備的日常使用中

電氣設備與人們的日常生活和工業企業生產制造密切聯系，當前生產制造車間內部的電子設備種類繁多，給工作人員帶來了更多的設備控制難度。不同類型的設備操作流程不一樣，有些大型的設備操作比較復雜，也會增加電力設備控制時間，因此應用機器人技術，實現部分操作的智能化管理，壓縮人員工作量，會進一步提供設備操作的效率，縮短操作時間，并減少違規操作出現失誤問題。

4.4應用于故障診斷

在電機設備運轉過程中，會受到各類外界客觀因素的影響，容易使電氣設備產生故障，以及出現安全事故。如果工作人員不能及時對故障做好檢修分析，找不到故障產生的原因，就會對電氣設備造成嚴重的損害，也會給企業帶來巨額損失。在電氣自動化控制中，要進一步加強對設備使用、設備故障等多方面的自動化、智能化的檢測，實現智能處理故障、智能化定位故障，用機器人技術會逐步壓縮故障診斷的時間，使整個故障診斷更加便捷，更加精準。

4.5應用于簡化自控流程中

電氣自動化、智能化的控制技術比較專業，也比較復雜，需要工作人員在操作時嚴格地根據操作規范要求來使用設備，避免違規操作。機器人技術應用到電氣設備的使用環節上，可以及時地去給設備使用人員提醒，而有效避免操作失誤產生。另外，智能化的機器人技術可以為各類故障處理提供方法，實現故障自動化處理，確保各類電氣設備可以穩步運轉，另外機器人技術也可以實現對故障的遠程維修處理。

5結語

近年來，工業機器人技術逐步應用到電力設備生產制造和設備的使用中，可進一步加強對設備操作的控制。另外，機器人技術也可以應用到設備故障的診斷中，實現對故障的精準定位，避免故障影響到設備運轉。機器人技術也可以對設備的操控流程做好簡化，使各設備使用更加便捷簡單，也方便了工作人員，減輕了工作人員的勞動強度和工作量，提高了電氣設備運作的自動化智能化水平。

參考文獻：

[1]洪連輝,趙宇.工業機器人技術在電氣控制中的應用[J].中國戰略新興產業(理論版),2019,000(012):1.

[2]黃柏寬.電氣控制中工業機器人技術的應用研究[J].科學與信息化,2019,000(017):P.106.

[3]王亮亮,姜廣政,朱玲,等.一種多模塊工業機器人開放式實訓系統:2018,（9）：37.

[4]李澤明,俞益飛,肖盛斌,等.一種多軸運動工業機器人的電氣控制系統:,2018,（9）：47.

[5]姚滿慶.人工智能技術在電氣自動化控制中的應用探討[J].數字通信世界,2020,(4):100.

[6]陳亮,楊曉艷,彭林.工業機器人在線控制和遠程監測系統設計與實現[J].機電工程技術,2019,（7）：68.

作者:徐勇杰 單位:馬鞍山技師學院