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          淺談工業機器人故障診斷技術的發展趨勢

          來源:南方農機 作者:朱文玲
          發布于:2020-12-25 共3367字
            摘要目前,隨著現代科技的發展,工業機器人在各行業得到了廣泛應用。我國目前工業機器人保有量較高,在其故障診斷技術上有所研究,但不可否認的是,當前的技術一部分還需要依靠國外。近年來,我國在工業機器人領域上的發展勢頭喜人,工業機器人的故障診斷技術不斷進步。文章主要對當前工業機器人的發展、工業機器人故障診斷技術以及發展方向、工業機器人的安裝及調試進行了分析,以供參考。
            
            關鍵詞:工業機器人,故障診斷,發展趨勢


          工業機器人畢業論文

            
            隨著時代的高速發展,逐漸從手工時代過渡至工業時代,機械化解放了人們的雙手,大幅度提高了企業的生產效率。工業機器人的出現進一步拉開了現代化的帷幕,讓人們的生活更加便捷,其被運用于各行業中,實現了工業生產的自動化、快速化、精準化。因此,工業機器人的作用對現今時代的重要性毋庸置疑,但工業機器人是集電子、機械、人工智能等多項技術于一體的智能集合體,其結構精密復雜,在維修方面需要專業的維修人員,設備的安裝和調試同樣作為其應用重點[1]。在機器人的維修方面,一旦機器人出現故障,便需要及時診斷維修,否則可能使生產滯后,對企業造成重大損失?傊,故障診斷技術的運用在保障工業機器人的正常運轉上非常重要。
            
            1 工業機器人發展現狀
            
            工業機器人的興起加快了現代化進程的腳步,極大地改變了當前企業的生產水平,可代替人工某些單調的工作或環境惡劣、危險的工種。工業機器人由三個部分組成,分別是主體、驅動系統、控制系統,主體則包括執行機構和機座,其中,執行機構如手、腕、臀部,部分機器人還具有行走機構,具備與人形似的行走功能[2]。而工業機器人的第一個階段是操作者通過操作器對機器人下發指令,機器人可以對信息進行反復執行,屬于示教再現型機器人,被廣泛應用于制造業。工業機器人的第二個階段屬于具有視覺和力覺感知型機器人,這類機器人可以對外界反饋的特定信息進行分析,從而將其工作模式調整為最適合的狀態,而其在目前的工業生產中,已經有所應用了[3]。工業機器人的第三階段則屬于智能機器人,目前智能機器人大多還處于研究開發,只有部分智能機器人已被應用于實際中,但并不廣泛。相信隨著現代科技的發展,智能型機器人將會有廣闊的發展市場。
            
            2 工業機器人故障診斷技術的現狀
            
            目前,工業機器人故障診斷技術大致可以將其分為三個階段,第一個階段是維修人員對各種參數的異常情況進行分析,如溫度異常、運行軌跡異常、噪聲等,從而依靠自身經驗找出故障方向,但這種方式會導致診斷效率低下,準確率不高。第二個階段是目前較為普遍的處理方式,通過對機器人的本地狀態監測和故障診斷,依靠錯誤代碼對相應故障信息進行提示,從而分析出工業機器人故障原因或處理方式。第三個階段主要是通過故障診斷和遠程網絡的實時監控對工業機器進行故障分析,這種模式下的故障診斷較為簡單精準。因此,從三個不同階段的工業機器人故障診斷技術來看,其正在向數據網絡化、智能化、遠程化等轉變。工業機器人故障診斷技術的遠程化是診斷技術、視覺技術、計算機技術、傳感器技術等的結合,從而實現對工業機器人的操作狀態的遠程實時監控,并通過所傳達的信息異常數據對機器人工作故障進行準確分析[4],以縮短工業機器人故障時間,最大化為企業止損,同時提升企業生產效率,這也意味著其技術手段正在轉向物聯網轉變。目前,對工業機器人故障進行診斷的方法一般是故障樹診斷技術、信號處理診斷技術、模型診斷技術、遺傳算法診斷技術等和專家系統診斷以及模糊集診斷[5,6]。因此,在實際操作中,一般是針對各種不同的機器故障情景選擇合適的故障診斷方法,這樣一來,可以很好地解決工業機器人的多樣化問題,而且各診斷技術之間也可以實現技術互補,將其所具有的診斷優勢相結合,使得工業機器人故障診斷更及時、準確。
            
            3 工業機器人故障診斷技術的發展方向——多元化結合
            
            目前,工業機器人故障診斷技術的研究方向側重于更加便捷化、精準化和實用化,因此隨著當前信息技術的發展,在機器人故障診斷技術上,將計算機信息技術、信號處理技術、控制技術等運用其中,可以使獲得的傳感器信息能夠進行自動化分析,對信息進行綜合篩查,甚至給出解決方案[7]。對工業機器人的工作狀態進行實時監測,在計算機技術下分析其溫度、壓力、振動等各項數據,解決各項信息數據之間可能會產生的沖突,從而提高其診斷的準確率和實用性以及及時性。
            
            3.1 工業機器人故障診斷技術的發展方向
            
            在科技不斷發展的今天,工業機器人有著良好的發展前景和廣闊的市場,而隨著工業機器人的更新換代,其故障診斷技術同樣需要進步。目前來說,工業機器人的診斷技術主要發展方向有遠程技術和智能技術,通過對物聯網技術的有效結合,如計算機技術、視覺技術、專家系統、故障診斷技術、傳感技術等,從而實現對工業機器人工作狀態的遠程監控,能夠有效及時地進行故障處理。同時在遠程技術的支持下,還可以實現對工業機器人工作數據、故障信息等的共享,提高工業機器人故障的診斷效率,最大化降低企業的損失,保證企業生產的高效化。
            
            3.2 工業機器人故障診斷技術的多元化
            
            在高速發展的科技時代,計算機技術在各領域的應用越加成熟,在傳感器信息的分析上,通過計算機技術,可以實現分析的自動化和處理的綜合化,從而為工業機器人的故障診斷提供可靠的依據。機器人故障診斷技術的多源信息融合則是對工業機器人運行狀態,如對工作溫度、聲音、振動、功率等進行實時監控,再通過計算機技術對機器人運行狀態的各種信息進行融合,提高診斷的準確性和及時性,消除或減少各種不確定因素對工業機器人正常工作的影響,避免傳感器信息之間出現矛盾的情況。在當下的工業機器人故障診斷技術階段,其主要的診斷方法涉及信號處理的診斷、故障模型、遺傳算法診斷以及專家系統等方面,其診斷方式各有優劣,或者應用于某特定的故障處理中具有較好的效果,但在其他方面效果并不顯著。因此,即便目前工業機器人故障診斷技術呈現出多樣化,但在實際的故障診斷場景中,仍需合理地利用各診斷技術,做到取長補短,實現工業機器人故障診斷技術的有效、及時、精準化,從而能夠滿足各種實際需求,促進工業機器人診斷技術的發展和進步。
            
            4 工業機器人的安裝和調試

            
            4.1 工業機器人的安裝
            
            工業機器人屬于較為精密的設備,因此其在安裝方面具有較為嚴格的要求,如果工業機器人在安裝過程中出現了問題,需要及時進行故障診斷,避免影響到機器人的正常運行,甚至出現安全事故或對企業造成重大損失。在進行工業機器人的安裝過程中,首先,需要對安裝人員有嚴格的專業要求,而安裝人員只有通過自身豐富的經驗,做到對設備部件關系和尺寸的完全把控,對各機器設備的工作原理和結構有所把握,才能避免在安裝過程中出現故障。其次,安裝人員需要對工業機器人的安裝進行方案設計,這樣在安裝過程中發生了任何故障都能夠及時地進行診斷處理。
            
            4.2 工業機器人的調試
            
            由于在工業機器人在安裝過程中可能會出現各種突發狀況或者細微的誤差,從而對其精準度造成影響,因此相關人員必須對工業機器人進行調試,而調試方向主要是對工業機器人的各軸歸零以及對工業機器人的信號處理調試。由于剛安裝的機器可能軸并未歸零,因此在使用過程中缺乏穩定性,從而發生偏移或移位,具有較大的安全隱患。在調試時,工作人員需要將各軸臂進行歸零處理;工業機器人需要對信號進行接受,通過接收到的信號完成一系列動作。但其系統并不是單一的機器系統,在使用過程中,一般與各種設備互相配合,各設備之間的信號同樣需要調試,因此在工業機器人使用前,對其進行信號測試及調試是非常重要的。
            
            結束語
            
            工業機器人的快速發展是我國步入全面現代化的標志之一,同時也大幅度解放了勞動力,促進了企業生產的高效率,為人們生活帶來了極大的改變。但工業機器人的廣泛應用必然會涉及其發生故障后的有效診斷和處理,只有及時處理故障,才能保障工業機器人生產的安全和穩定性。然而在實際應用中,工業機器人的多樣性、復雜性、精準性同樣為故障診斷帶來了困難。在工業機器人的故障診斷中,各專家技術人員經多年不懈努力,總結了多種有效的故障解決辦法,如遠程監控故障診斷就屬于目前排在前列的技術手段,但其要想在市場中廣泛應用,則還需不斷完善改進。
            
            參考文獻  
            [1]侯智,陳進.工業機器人遠程監控與故障診斷研究綜述[J].機床與液壓,2018,46(15):172-176+168. 
            [2]李維遠,曾祥丹,楊青松,等.故障樹分析法在工業機器人故障診斷中的應用研究[J].現代商貿工業,2018,39(19):180-182.  
            [3]馬陽.工業機器人在我國的應用現狀和發展趨勢分析[J].南方農機,2020,51(17):194-196.
          作者單位:江蘇省睢寧中等專業學校
          原文出處:朱文玲.工業機器人故障診斷技術的發展趨勢[J].南方農機,2020,51(20):185-186.
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