芻議工業(yè)機(jī)器人電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

1、    芻議工業(yè)機(jī)器人電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究    曹毅摘要：目前，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)機(jī)器人智能化是未來的大勢(shì)所趨，可以大幅提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，減少重復(fù)性勞動(dòng)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在產(chǎn)業(yè)機(jī)器人中要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，更好地服務(wù)社會(huì)，產(chǎn)業(yè)機(jī)器人行業(yè)也是電氣自動(dòng)化專業(yè)未來的主要就業(yè)方向。本文根據(jù)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)，對(duì)產(chǎn)業(yè)機(jī)器人電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用提出了相應(yīng)的建議。關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)機(jī)器人;電氣自動(dòng)化;技術(shù);人工智能引言近年來，中國(guó)鐵路迅速發(fā)展，不僅是鐵路軌道與火車本身，相配的鐵路電力變配電所的數(shù)量也在不斷增加，電力事故安全隱患

2、也呈上升趨勢(shì)，這直接影響到了鐵路運(yùn)營(yíng)本身。在鐵路總體安全方面，從我國(guó)歷年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，無論是發(fā)生次數(shù)，還是直接經(jīng)濟(jì)損失，電力事故都是不容忽視的部分。目前，這些配電所的巡視主要還是采取傳統(tǒng)人工巡檢的方式，有著不少問題：1）人員問題。當(dāng)前電工人員配給不足，維護(hù)人員水平有限，加上值班人員長(zhǎng)期處于加班、疲勞的狀態(tài)，無形中給配電所的安全帶來隱患。2）數(shù)據(jù)問題。采用人工巡檢方式的配電房運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄多不完整，一般只有最基本數(shù)據(jù)可以由運(yùn)行值班人員通過記錄相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄來實(shí)現(xiàn)。通常也不進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，無法為大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)。3）故障預(yù)報(bào)問題。由于人工采集的數(shù)據(jù)量較少，數(shù)據(jù)種類不全面，覆蓋面不夠，離散性較大，且

3、多為紙上數(shù)據(jù)，所以也就無法預(yù)先發(fā)現(xiàn)配電房?jī)?nèi)設(shè)備的潛在故障，也無法第一時(shí)間在故障發(fā)生時(shí)上報(bào)等缺點(diǎn)，最終導(dǎo)致用電可靠性大幅降低。4）運(yùn)行監(jiān)控問題。雖然現(xiàn)有的電力運(yùn)行有相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，但配電房環(huán)境還沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀況，也就較難實(shí)現(xiàn)電力事故的預(yù)防和控制。1巡檢機(jī)器人的系統(tǒng)組成該巡檢機(jī)器人主要由三部分組成：移動(dòng)平臺(tái)（agv小車），電氣控制柜，主體機(jī)械結(jié)構(gòu)。移動(dòng)平臺(tái)作為變電站巡檢機(jī)器人的重要組成部位，根據(jù)行走機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，可以分為軌道式、輪式、履帶式3種主要類型。經(jīng)一番比較，選擇agv小車這種輪式結(jié)構(gòu)作為移動(dòng)平臺(tái)，它主要負(fù)責(zé)運(yùn)載機(jī)器人主體在室內(nèi)沿著磁條軌道運(yùn)動(dòng)，及在鋪設(shè)的多處站點(diǎn)（地標(biāo)卡）處停下，使

4、得機(jī)械結(jié)構(gòu)能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和對(duì)室內(nèi)柜體的檢測(cè);電氣控制柜中主要裝有plc控制線路和工業(yè)平板電腦，用于控制agv小車、機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和對(duì)檢測(cè)信息的接收分析處理顯示;主體機(jī)械結(jié)構(gòu)則分為3塊，分別為小擺臂、大擺臂和主升降架，其中小擺臂和主升降架上裝有工業(yè)攝像頭，用來讀取室內(nèi)電氣柜上各種信息以傳遞給工業(yè)計(jì)算機(jī)處理，大擺臂上則裝有電壓傳感器和紅外溫度傳感器。2電氣自動(dòng)化技術(shù)在產(chǎn)業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用2.1新一代電氣自動(dòng)化技術(shù)在產(chǎn)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用眾所周知，電氣自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都有著極為廣泛的應(yīng)用，而其核心就是信息處理、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。未來在產(chǎn)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，會(huì)追求更加復(fù)雜的操作程序和高精度，這需要

5、電氣自動(dòng)化技術(shù)更進(jìn)一步，能夠推動(dòng)新一代技術(shù)在產(chǎn)業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)機(jī)器人不僅要求具備傳統(tǒng)程序化工作能力，更要具備學(xué)習(xí)能力、合作能力甚至自主創(chuàng)造能力。伺服電機(jī)、減速器、控制器是產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的核心部件，精度和穩(wěn)定性要求極高，比如醫(yī)療儀器人，要想實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展，就必須提高技術(shù)水平。2.2在機(jī)器人的工作當(dāng)中進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)和電器的實(shí)訓(xùn)都是技術(shù)性和理論性很強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)。同學(xué)們?cè)谡n堂上已經(jīng)學(xué)習(xí)到了豐富的理論知識(shí)，但是缺乏實(shí)際的運(yùn)用。所以，實(shí)訓(xùn)的關(guān)鍵之處在于對(duì)理論的運(yùn)用，要使學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)到的理論與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容相結(jié)合。因此，在進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的電氣實(shí)訓(xùn)時(shí)，教師可以派遣一批學(xué)生到企業(yè)當(dāng)中去，讓學(xué)生實(shí)地對(duì)

6、機(jī)器人的工作環(huán)境和工作細(xì)節(jié)進(jìn)行考察，然后進(jìn)行研究。2.3針對(duì)各類產(chǎn)業(yè)機(jī)器人推動(dòng)技術(shù)突破除了重點(diǎn)發(fā)展高精度運(yùn)動(dòng)控制、模塊化與嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、高可靠實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)、精密制造、復(fù)雜裝備系統(tǒng)仿真技術(shù)等技術(shù)之外，還要針對(duì)產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的不同開發(fā)創(chuàng)新技術(shù)。比如針對(duì)醫(yī)療機(jī)器人，要在傳感器技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)新的突破，對(duì)光感、溫感、觸感等環(huán)境變化有著較大突破，通過多人智能全息成像技術(shù)和多傳感器融合技術(shù)、視覺自動(dòng)識(shí)別技術(shù)建立機(jī)器人的視覺系統(tǒng)和感知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)醫(yī)療。2.4建立機(jī)器人實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)利用目前發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以結(jié)合人工智能的特點(diǎn)，建立一種新型的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以將機(jī)器人的第一零件和

7、第二零件都結(jié)合起來，共同進(jìn)行實(shí)訓(xùn)、進(jìn)行測(cè)試。以hsr-jr612機(jī)器人為例，在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的過程當(dāng)中，可以對(duì)機(jī)器人的手爪以及配合手爪完成抓取動(dòng)作的機(jī)械臂進(jìn)行測(cè)試，使得hsr-jr612機(jī)器人的零點(diǎn)偏差問題能夠得到解決。同時(shí)，實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還可以對(duì)主控制器進(jìn)行測(cè)試。因?yàn)橹骺刂破魇菣C(jī)器人的關(guān)鍵部位之一，是連接操作人員與機(jī)器的一個(gè)橋梁。在實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)當(dāng)中，我們可以進(jìn)行多次的收發(fā)命令，以此來進(jìn)行主控制器靈敏性的測(cè)試，以防由于信號(hào)接受錯(cuò)誤或者信號(hào)接受不及時(shí)造成的操作失誤。實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的建成還可以給學(xué)生提供一個(gè)鍛煉的機(jī)會(huì)，使其能夠有機(jī)會(huì)操作機(jī)器人，掌握機(jī)器人的操作知識(shí)和機(jī)器人構(gòu)造等各個(gè)方面的知識(shí)。2.5傳感器盒的設(shè)計(jì)傳感器

8、盒中有三種傳感器-放電傳感器、紅外溫度傳感器和微動(dòng)傳感器，其中放電傳感器、紅外溫度傳感器是為了監(jiān)測(cè)電氣柜內(nèi)放電以及表面溫度狀況，而微動(dòng)傳感器是為了實(shí)現(xiàn)擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)的止動(dòng)設(shè)置的。底板上安裝有直線軸承座，兩根套著有一定預(yù)壓縮量彈簧的光軸一端固定在傳感器盒上，另一端穿過直線軸承，傳感器盒上裝有魚眼軸承和微動(dòng)傳感器支架，再分別固定上放電傳感器和微動(dòng)傳感器。底板固定在大擺臂上。巡檢機(jī)器人工作時(shí)，到達(dá)地標(biāo)卡設(shè)定位置，大擺臂向電氣柜方向轉(zhuǎn)動(dòng)，傳感器盒貼近電氣柜，直到微動(dòng)傳感器碰到電氣柜，作用大擺臂再轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定角度，使放電傳感器能貼合在電氣柜上檢測(cè)電壓。由于傳感器盒上彈簧和魚眼軸承的設(shè)置，無論是agv車身偏斜、大擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)角度有偏差，還是電氣柜柜體傾斜，放電傳感器都能轉(zhuǎn)過一定的角度，緊密貼合在電氣柜上進(jìn)行工作。結(jié)語從本質(zhì)上講，包括人類決策在內(nèi)的一些工作都可以實(shí)現(xiàn)程序化作業(yè)，過去總有一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為必然有一些工作任務(wù)是不可能代替的，但是實(shí)踐已經(jīng)證明，人工