浅谈工业机器人故障诊断技术的发展趋势

摘要 :目前,随着现代科技的发展,工业机器人在各行业得到了广泛应用。我国目前工业机器人保有量较高,在其故障诊断技术上有所研究,但不可否认的是,当前的技术一部分还需要依靠国外。近年来,我国在工业机器人领域上的发展势头喜人,工业机器人的故障诊断技术不断进步。文
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  摘要:目前,随着现代科技的发展,工业机器人在各行业得到了广泛应用。我国目前工业机器人保有量较高,在其故障诊断技术上有所研究,但不可否认的是,当前的技术一部分还需要依靠国外。近年来,我国在工业机器人领域上的发展势头喜人,工业机器人的故障诊断技术不断进步。文章主要对当前工业机器人的发展、工业机器人故障诊断技术以及发展方向、工业机器人的安装及调试进行了分析,以供参考。
  
  关键词:工业机器人,故障诊断,发展趋势


工业机器人毕业论文

  
  随着时代的高速发展,逐渐从手工时代过渡至工业时代,机械化解放了人们的双手,大幅度提高了企业的生产效率。工业机器人的出现进一步拉开了现代化的帷幕,让人们的生活更加便捷,其被运用于各行业中,实现了工业生产的自动化、快速化、精准化。因此,工业机器人的作用对现今时代的重要性毋庸置疑,但工业机器人是集电子、机械、人工智能等多项技术于一体的智能集合体,其结构精密复杂,在维修方面需要专业的维修人员,设备的安装和调试同样作为其应用重点[1]。在机器人的维修方面,一旦机器人出现故障,便需要及时诊断维修,否则可能使生产滞后,对企业造成重大损失。总之,故障诊断技术的运用在保障工业机器人的正常运转上非常重要。
  
  1 工业机器人发展现状
  
  工业机器人的兴起加快了现代化进程的脚步,极大地改变了当前企业的生产水平,可代替人工某些单调的工作或环境恶劣、危险的工种。工业机器人由三个部分组成,分别是主体、驱动系统、控制系统,主体则包括执行机构和机座,其中,执行机构如手、腕、臀部,部分机器人还具有行走机构,具备与人形似的行走功能[2]。而工业机器人的第一个阶段是操作者通过操作器对机器人下发指令,机器人可以对信息进行反复执行,属于示教再现型机器人,被广泛应用于制造业。工业机器人的第二个阶段属于具有视觉和力觉感知型机器人,这类机器人可以对外界反馈的特定信息进行分析,从而将其工作模式调整为最适合的状态,而其在目前的工业生产中,已经有所应用了[3]。工业机器人的第三阶段则属于智能机器人,目前智能机器人大多还处于研究开发,只有部分智能机器人已被应用于实际中,但并不广泛。相信随着现代科技的发展,智能型机器人将会有广阔的发展市场。
  
  2 工业机器人故障诊断技术的现状
  
  目前,工业机器人故障诊断技术大致可以将其分为三个阶段,第一个阶段是维修人员对各种参数的异常情况进行分析,如温度异常、运行轨迹异常、噪声等,从而依靠自身经验找出故障方向,但这种方式会导致诊断效率低下,准确率不高。第二个阶段是目前较为普遍的处理方式,通过对机器人的本地状态监测和故障诊断,依靠错误代码对相应故障信息进行提示,从而分析出工业机器人故障原因或处理方式。第三个阶段主要是通过故障诊断和远程网络的实时监控对工业机器进行故障分析,这种模式下的故障诊断较为简单精准。因此,从三个不同阶段的工业机器人故障诊断技术来看,其正在向数据网络化、智能化、远程化等转变。工业机器人故障诊断技术的远程化是诊断技术、视觉技术、计算机技术、传感器技术等的结合,从而实现对工业机器人的操作状态的远程实时监控,并通过所传达的信息异常数据对机器人工作故障进行准确分析[4],以缩短工业机器人故障时间,最大化为企业止损,同时提升企业生产效率,这也意味着其技术手段正在转向物联网转变。目前,对工业机器人故障进行诊断的方法一般是故障树诊断技术、信号处理诊断技术、模型诊断技术、遗传算法诊断技术等和专家系统诊断以及模糊集诊断[5,6]。因此,在实际操作中,一般是针对各种不同的机器故障情景选择合适的故障诊断方法,这样一来,可以很好地解决工业机器人的多样化问题,而且各诊断技术之间也可以实现技术互补,将其所具有的诊断优势相结合,使得工业机器人故障诊断更及时、准确。
  
  3 工业机器人故障诊断技术的发展方向——多元化结合
  
  目前,工业机器人故障诊断技术的研究方向侧重于更加便捷化、精准化和实用化,因此随着当前信息技术的发展,在机器人故障诊断技术上,将计算机信息技术、信号处理技术、控制技术等运用其中,可以使获得的传感器信息能够进行自动化分析,对信息进行综合筛查,甚至给出解决方案[7]。对工业机器人的工作状态进行实时监测,在计算机技术下分析其温度、压力、振动等各项数据,解决各项信息数据之间可能会产生的冲突,从而提高其诊断的准确率和实用性以及及时性。
  
  3.1 工业机器人故障诊断技术的发展方向
  
  在科技不断发展的今天,工业机器人有着良好的发展前景和广阔的市场,而随着工业机器人的更新换代,其故障诊断技术同样需要进步。目前来说,工业机器人的诊断技术主要发展方向有远程技术和智能技术,通过对物联网技术的有效结合,如计算机技术、视觉技术、专家系统、故障诊断技术、传感技术等,从而实现对工业机器人工作状态的远程监控,能够有效及时地进行故障处理。同时在远程技术的支持下,还可以实现对工业机器人工作数据、故障信息等的共享,提高工业机器人故障的诊断效率,最大化降低企业的损失,保证企业生产的高效化。
  
  3.2 工业机器人故障诊断技术的多元化
  
  在高速发展的科技时代,计算机技术在各领域的应用越加成熟,在传感器信息的分析上,通过计算机技术,可以实现分析的自动化和处理的综合化,从而为工业机器人的故障诊断提供可靠的依据。机器人故障诊断技术的多源信息融合则是对工业机器人运行状态,如对工作温度、声音、振动、功率等进行实时监控,再通过计算机技术对机器人运行状态的各种信息进行融合,提高诊断的准确性和及时性,消除或减少各种不确定因素对工业机器人正常工作的影响,避免传感器信息之间出现矛盾的情况。在当下的工业机器人故障诊断技术阶段,其主要的诊断方法涉及信号处理的诊断、故障模型、遗传算法诊断以及专家系统等方面,其诊断方式各有优劣,或者应用于某特定的故障处理中具有较好的效果,但在其他方面效果并不显着。因此,即便目前工业机器人故障诊断技术呈现出多样化,但在实际的故障诊断场景中,仍需合理地利用各诊断技术,做到取长补短,实现工业机器人故障诊断技术的有效、及时、精准化,从而能够满足各种实际需求,促进工业机器人诊断技术的发展和进步。
  
  4 工业机器人的安装和调试

  
  4.1 工业机器人的安装
  
  工业机器人属于较为精密的设备,因此其在安装方面具有较为严格的要求,如果工业机器人在安装过程中出现了问题,需要及时进行故障诊断,避免影响到机器人的正常运行,甚至出现安全事故或对企业造成重大损失。在进行工业机器人的安装过程中,首先,需要对安装人员有严格的专业要求,而安装人员只有通过自身丰富的经验,做到对设备部件关系和尺寸的完全把控,对各机器设备的工作原理和结构有所把握,才能避免在安装过程中出现故障。其次,安装人员需要对工业机器人的安装进行方案设计,这样在安装过程中发生了任何故障都能够及时地进行诊断处理。
  
  4.2 工业机器人的调试
  
  由于在工业机器人在安装过程中可能会出现各种突发状况或者细微的误差,从而对其精准度造成影响,因此相关人员必须对工业机器人进行调试,而调试方向主要是对工业机器人的各轴归零以及对工业机器人的信号处理调试。由于刚安装的机器可能轴并未归零,因此在使用过程中缺乏稳定性,从而发生偏移或移位,具有较大的安全隐患。在调试时,工作人员需要将各轴臂进行归零处理;工业机器人需要对信号进行接受,通过接收到的信号完成一系列动作。但其系统并不是单一的机器系统,在使用过程中,一般与各种设备互相配合,各设备之间的信号同样需要调试,因此在工业机器人使用前,对其进行信号测试及调试是非常重要的。
  
  结束语
  
  工业机器人的快速发展是我国步入全面现代化的标志之一,同时也大幅度解放了劳动力,促进了企业生产的高效率,为人们生活带来了极大的改变。但工业机器人的广泛应用必然会涉及其发生故障后的有效诊断和处理,只有及时处理故障,才能保障工业机器人生产的安全和稳定性。然而在实际应用中,工业机器人的多样性、复杂性、精准性同样为故障诊断带来了困难。在工业机器人的故障诊断中,各专家技术人员经多年不懈努力,总结了多种有效的故障解决办法,如远程监控故障诊断就属于目前排在前列的技术手段,但其要想在市场中广泛应用,则还需不断完善改进。
  
  参考文献  
  [1]侯智,陈进.工业机器人远程监控与故障诊断研究综述[J].机床与液压,2018,46(15):172-176+168. 
  [2]李维远,曾祥丹,杨青松,等.故障树分析法在工业机器人故障诊断中的应用研究[J].现代商贸工业,2018,39(19):180-182.  
  [3]马阳.工业机器人在我国的应用现状和发展趋势分析[J].南方农机,2020,51(17):194-196.
作者单位:江苏省睢宁中等专业学校 原文出处:朱文玲.工业机器人故障诊断技术的发展趋势[J].南方农机,2020,51(20):185-186. 转载请注明来源。原文地址:http://www.lw54.com/html/zhlw/20201225/8378821.html   

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