芻議工業(yè)機器人電氣自動化技術的應用研究

曹毅

摘要：目前，我國的經濟在快速的發(fā)展，社會在不斷的進步，產業(yè)機器人智能化是未來的大勢所趨，可以大幅提升生產效率，降低生產成本，減少重復性勞動。電氣自動化技術在產業(yè)機器人中要實現(xiàn)大規(guī)模應用，更好地服務社會，產業(yè)機器人行業(yè)也是電氣自動化專業(yè)未來的主要就業(yè)方向。本文根據(jù)未來產業(yè)發(fā)展和技術應用的趨勢，對產業(yè)機器人電氣自動化技術的應用提出了相應的建議。

關鍵詞：產業(yè)機器人;電氣自動化;技術;人工智能

引言

近年來，中國鐵路迅速發(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，電力事故安全隱患也呈上升趨勢，這直接影響到了鐵路運營本身。在鐵路總體安全方面，從我國歷年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，無論是發(fā)生次數(shù)，還是直接經濟損失，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。當前電工人員配給不足，維護人員水平有限，加上值班人員長期處于加班、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)可以由運行值班人員通過記錄相關運行數(shù)據(jù)記錄來實現(xiàn)。通常也不進入計算機系統(tǒng)，無法為大數(shù)據(jù)應用服務。3）故障預報問題。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，且多為紙上數(shù)據(jù)，所以也就無法預先發(fā)現(xiàn)配電房內設備的潛在故障，也無法第一時間在故障發(fā)生時上報等缺點，最終導致用電可靠性大幅降低。4）運行監(jiān)控問題。雖然現(xiàn)有的電力運行有相應的監(jiān)控系統(tǒng)，但配電房環(huán)境還沒有實現(xiàn)自動實時監(jiān)測運行狀況，也就較難實現(xiàn)電力事故的預防和控制。

1巡檢機器人的系統(tǒng)組成

該巡檢機器人主要由三部分組成：移動平臺（AGV小車），電氣控制柜，主體機械結構。移動平臺作為變電站巡檢機器人的重要組成部位，根據(jù)行走機構特點，可以分為軌道式、輪式、履帶式3種主要類型。經一番比較，選擇AGV小車這種輪式結構作為移動平臺，它主要負責運載機器人主體在室內沿著磁條軌道運動，及在鋪設的多處站點（地標卡）處停下，使得機械結構能進行運動和對室內柜體的檢測;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、機械結構的運動和對檢測信息的接收分析處理顯示;主體機械結構則分為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，用來讀取室內電氣柜上各種信息以傳遞給工業(yè)計算機處理，大擺臂上則裝有電壓傳感器和紅外溫度傳感器。

2電氣自動化技術在產業(yè)機器人中的應用

2.1新一代電氣自動化技術在產業(yè)機器人領域的應用

眾所周知，電氣自動化技術在各個領域都有著極為廣泛的應用，而其核心就是信息處理、自動控制、網絡系統(tǒng)和計算機技術。未來在產業(yè)機器人領域，會追求更加復雜的操作程序和高精度，這需要電氣自動化技術更進一步，能夠推動新一代技術在產業(yè)機器人上的應用。產業(yè)機器人不僅要求具備傳統(tǒng)程序化工作能力，更要具備學習能力、合作能力甚至自主創(chuàng)造能力。伺服電機、減速器、控制器是產業(yè)機器人的核心部件，精度和穩(wěn)定性要求極高，比如醫(yī)療儀器人，要想實現(xiàn)突破性進展，就必須提高技術水平。

2.2在機器人的工作當中進行實訓，總結經驗

機器人的實訓和電器的實訓都是技術性和理論性很強的實訓。同學們在課堂上已經學習到了豐富的理論知識，但是缺乏實際的運用。所以，實訓的關鍵之處在于對理論的運用，要使學生在課堂上學習到的理論與實訓內容相結合。因此，在進行工業(yè)機器人的電氣實訓時，教師可以派遣一批學生到企業(yè)當中去，讓學生實地對機器人的工作環(huán)境和工作細節(jié)進行考察，然后進行研究。

2.3針對各類產業(yè)機器人推動技術突破

除了重點發(fā)展高精度運動控制、模塊化與嵌入式控制系統(tǒng)設計、高可靠實時通信網絡、精密制造、復雜裝備系統(tǒng)仿真技術等技術之外，還要針對產業(yè)機器人的不同開發(fā)創(chuàng)新技術。比如針對醫(yī)療機器人，要在傳感器技術和檢測技術實現(xiàn)新的突破，對光感、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和多傳感器融合技術、視覺自動識別技術建立機器人的視覺系統(tǒng)和感知系統(tǒng)，實現(xiàn)微創(chuàng)醫(yī)療。

2.4建立機器人實訓系統(tǒng)

利用目前發(fā)達的互聯(lián)網技術，可以結合人工智能的特點，建立一種新型的工業(yè)機器人實訓系統(tǒng)。工業(yè)機器人的實訓系統(tǒng)可以將機器人的第一零件和第二零件都結合起來，共同進行實訓、進行測試。以HSR-JR612機器人為例，在進行實訓的過程當中，可以對機器人的手爪以及配合手爪完成抓取動作的機械臂進行測試，使得HSR-JR612機器人的零點偏差問題能夠得到解決。同時，實訓系統(tǒng)還可以對主控制器進行測試。因為主控制器是機器人的關鍵部位之一，是連接操作人員與機器的一個橋梁。在實訓系統(tǒng)當中，我們可以進行多次的收發(fā)命令，以此來進行主控制器靈敏性的測試，以防由于信號接受錯誤或者信號接受不及時造成的操作失誤。實訓系統(tǒng)的建成還可以給學生提供一個鍛煉的機會，使其能夠有機會操作機器人，掌握機器人的操作知識和機器人構造等各個方面的知識。

2.5傳感器盒的設計

傳感器盒中有三種傳感器---放電傳感器、紅外溫度傳感器和微動傳感器，其中放電傳感器、紅外溫度傳感器是為了監(jiān)測電氣柜內放電以及表面溫度狀況，而微動傳感器是為了實現(xiàn)擺臂轉動的止動設置的。底板上安裝有直線軸承座，兩根套著有一定預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傳感器支架，再分別固定上放電傳感器和微動傳感器。底板固定在大擺臂上。巡檢機器人工作時，到達地標卡設定位置，大擺臂向電氣柜方向轉動，傳感器盒貼近電氣柜，直到微動傳感器碰到電氣柜，作用大擺臂再轉動一個固定角度，使放電傳感器能貼合在電氣柜上檢測電壓。由于傳感器盒上彈簧和魚眼軸承的設置，無論是AGV車身偏斜、大擺臂轉動角度有偏差，還是電氣柜柜體傾斜，放電傳感器都能轉過一定的角度，緊密貼合在電氣柜上進行工作。

結語

從本質上講，包括人類決策在內的一些工作都可以實現(xiàn)程序化作業(yè)，過去總有一些錯誤的認識，認為必然有一些工作任務是不可能代替的，但是實踐已經證明，人工智能比人類更高效地按照程序完成了任務，甚至已經開始從事創(chuàng)造性的工作。

參考文獻

[1]金艷.工業(yè)機器人技術在自動化控制領域的應用探討[J].中國設備工程，2017（19）.

[2]孟英楠.工業(yè)機器人在自動化控制領域的應用[J].設備管理與維修，2017（10）.