智能制造中工业机器人技术运用分析

智能制造中工业机器人技术运用分析

曹玉星

杭州德创能源设备有限公司  311100

摘要：本文进一步分析了工业机器人技术优势，并从机器视觉技术、PLC编程技术等方面阐述工业机器人技术在智能制造中的具体运用，实现在智能制造中充分发挥该项技术的高精度、高负荷等特性，满足智能制造要求同时，又能为我国传统制造业转型升级提供强力技术支撑。

关键词：智能制造；工业机器人技术；控制系统

引言：集成性、自动化水平高、工艺先进性等是工业机器人技术明显特征，是一项融合现代各种新型技术手段的控制技术，将其与智能制造有机结合，不仅可以进一步提高制造智能化程度，又能保证制造精度和质量。工业机器人技术如何在智能制造中合理运用，是目前各相关人员需要考虑的问题。

1.工业机器人技术优势分析

从现阶段工业机器人技术应用情况来看，其技术优势具体表现在以下几个方面：

（1）高效分析信息。目前各类型工业机器人内部均会安装智能识别装置，可以利用该装置对制造生产过程中的各类信息进行高效采集和分析，并将分析结果反馈给自动控制系统，再由控制系统下达相应操作指令。例如，在作业现场设置RFID通信设备，通过该设备向工业机器人直接传输信号，收集与分析信号，再根据分析结果，让工业机器人执行相应操作。

（2）提高生产效益。在生产制造过程中运用工业机器人技术，发挥该项技术高负荷、高精度以及工艺先进性等特性，替代传统人工制造环节，不仅可以有效减少人工成本投入，又能提高产品制造精度，解决传统人工制造易出现操作失误等问题，更好地控制产品合格率，实现生产效益进一步提高。此外，可以利用工业机器人替代制造生产中各种重复型作业，根据该类作业特点，预设标准化操作程序，实现24小时连续性重复作业操作，在一定程度上也能减少由人工误操作造成的安全事故发生，切实提高生产安全性。

2.工业机器人技术在智能制造中具体运用

2.1机器视觉技术

机器视觉技术是工业机器人技术的重要组成部分，可以通过运用该项技术，提升工业机器人识别精度，加快工件检测。机器视觉技术要点如下：

（1）运用工业机器人对工件进行检测时，借助工业机器人内部装置的摄像机坐标系对工件所在位置进行标定，再通过机器视觉技术预处理所采集的图像信息，如图像的降噪、增强等预处理操作，使计算机更加准确地提取原图像特征。一般情况下，在预处理图像时，依据光学原理，灰度化处理图像，以此将图像所具备的形态特征完全呈现。再采取二值化处理手段，将被检测工件外部轮廓加以凸出，使其特征更容易被提取。

（2）选择高斯滤波法等相关噪声处理方法，减少工件图像背景被噪声对其形态特征精准提取的干扰影响，使工件的大小、形状及几何结构等信息全面获取。同时利用直方图均衡化处理方法，将灰度级、频率设置为横纵坐标，对图像灰度级准确描述，在此基础上将工件背景图像与其图像边缘轮廓相互分离，为检测工件边缘提供精准依据。其中Canny边缘检测法在工业机器人工件边缘检测中运用，能够保证所获取的工件边缘足够清晰，从视觉层面提升工业机器人识别精度，并确保被检测对象定位准确率[1]。由此可见，该项技术能为工业机器人技术大范围应用提供强力支撑，并提高其智能化应用水平。

以基于机器视觉技术的自动分拣工业机器人为例，根据工业流水线生产特点，将自动分拣工业机器人的机器视觉板块划分为三部分结构，分别是工业相机、视觉控制器、监视显示器，提取检测目标物的颜色、数量以及形态等特征信息，再将其与标准装配工件进行对比分析，以实现精准化检测工件装配质量。具体操作过程中，工业相机设备负责将传送带上目标物料的图像信息进行采集，经过一系列预处理后，直接确定物料在目标物料坐标系中的位置，通过相互转换坐标系，再指引机器人对传送带中物料进行分拣，并放置于规定槽内，提升物料分拣作业效率同时，又能满足高效率的工业流水线生产需求。

2.2PLC编程技术

（1）工业机器人技术在智能制造中运用，离不开PLC编程技术支持，是满足智能制造中自动化搬运、自动化拆捆、自动化装配等作业开展的关键技术。例如，在智能制造中运用自动搬运工业机器人技术时，需要通过PLC编程技术根据搬运作业要求针对性编制相应的控制程序，再由计算机进行操作，其中操作控制程序负责搬运工业机器人在空间上的位置、运动状态等信息进行获取，再向搬运工业机器人下达相应的操作指令，如指挥机器人手臂移动、取样贴标等。
    （2）在冷轧带钢智能制造中运用自动拆捆工业机器人，以钢卷制作流程中拆捆作业特点及规范要求为依据，再通过PLC编程技术编制相应的拆捆作业程序，实现冷轧带钢捆带、剪断等操作全过程自动化，并能够对卷边机器捆带位置进行实时检测，按照检测结果调整机器人移动、旋转的位置和角度，有效提升冷轧带钢制作效率同时，又能减少钢卷制作前的拆捆作业量。

（3）在智能制造中运用自动诊断工业机器人，同样借助PLC编程技术编制设备诊断程序，先对运行状态下的设备所存在的异常情况进行分析，再将其与正常设备运行状态下的基准参数进行对比，判断设备是否存在故障问题并精准定位故障所在位置，降低故障发生对工业制造水平的影响。依据不同类型故障发生的原因及特点，在控制程序中输入噪声参数、振动参数、温度变化规律、运行轨迹等参数信息，通过监测设备将获取的故障信息直接向主系统反馈，并自动生成故障诊断结果，提供故障处理建议，实现全过程自动化检测和智能处理设备故障。

2.3摄像机标定技术

    基于工业机器人技术在智能制造中运用，其中摄像机标定技术作为提高工业机器人视觉定位精度的关键技术；以螺母工件抓取作业为例，通过摄像机设备对目标螺母工件进行拍摄，通过分析图像信息，确定目标螺母工件与摄像机之间的位置关系，再将螺母工件图像坐标进行转换，以实现工业机器人从视觉上对需要抓取的螺母工件精准定位。实际操作过程中，运用摄像机标定技术确定不同坐标系之间的关系，如螺母工件坐标系之间的位置关系，确保工业机器人能够精准抓取目标螺母工件[2]。或者运用该项技术，对智能制造中焊接机器人的负载能力、作业空间进行调整或协调，实现在指定区域范围内完成不同操作同时，又能自由调整各个焊接姿势，不仅可以提高制造生产中焊接作业智能化程度，也可以更好地保证产品焊接精度。例如，利用焊接机器人所安装的电弧传感器、激光传感器等设备，实现自动化追踪焊缝，使其能够结合焊接情况，对焊接路径、焊接顺序自动化、智能化调整，更加精准地控制焊缝位置，从而满足高精密焊接作业高效化、标准化开展需求。

结束语：综上所述，随着经济与科学技术迅速发展，智能化逐渐成为我国制造业发展的主流趋势，其中工业机器人技术在智能制造中合理运用，不仅可以进一步提高工业制造的智能化、自动化水平，又能大幅度提升制造质量和精度，解决传统制造工艺所存在的各种问题，并优化制造环境，真正实现智能化制造和生产，从而助推我国制造领域高端化、深层次发展。

参考文献：

[1]郑嘉贤. 智能制造领域中工业机器人技术的应用[J]. 造纸装备及材料, 2023, 52 (11): 25-27.

[2]黄伟平. 智能制造中的工业机器人技术分析[J]. 电子技术, 2023, 52 (07): 118-120.