信息化视域下工业机器人自动化控制技术的创新实践

摘要：随着信息技术与制造技术的深度融合，工业机器人自动化控制技术正式迎来信息化视域提供的全方位革新支撑。本文将信息化赋能工业机器人自动化控制技术的创新维度作为研究的切入点，剖析信息化视域下工业机器人自动化控制技术的创新实践策略，以期为工业领域的数字化转型与工业机器人自动化控制技术的创新应用提供参考。

关键词：信息化；工业机器人；自动化；控制技术

    物联网、大数据、人工智能等信息化技术的蓬勃发展，与制造业、工业领域深度融合，推动工业生产模式向智能化方向转型。作为工业生产过程的核心载体，工业机器人的自动化控制技术水平将直接决定工业机器人的应用效果。信息化视域下工业机器人自动化控制技术的创新实践研究势在必行，既能够破解传统工业机器人的局限性，更能够拓展机器人的应用场景边界，多维度推动制造业的高质量发展。

一、信息化赋能工业机器人自动化控制技术的创新维度

    信息化视域下的工业机器人自动化控制技术，可围绕“感知-决策-执行-协同”全链路进行创新，构建多维度创新体系，提升工业机器人的智能决策水平，彰显更为灵活的协同效能。其一，对感知系统进行信息化创新，精准捕捉多维度生产数据，为后续的控制决策提供多源数据支撑；其二，对智能控制系统进行智能化创新，依托数据驱动实现对工业机器人的自主优化，使其摆脱传统人工编程模式的束缚；其三，对执行系统进行柔性化创新，实现对无线技术与轻量化技术的同步突破；其四，对协同控制系统进行网络化创新，推动工业机器人从单机自动化模式迈向多设备协同智能化形式，充分展现群体智能的应用价值^[1]。

二、信息化视域下工业机器人自动化控制技术的创新实践策略

（一）控制体系智能升级，构建信息化控制技术架构

    信息化视域下，可通过对工业机器人自动化控制技术架构的重构，打造集“泛在感知+高速互联+云边端协同决策+ 数字化执行”于一体的智能化技术架构，实现对控制体系的信息化升级。感知层突破传统单一传感器的感知局限，升级为多源异构信息化感知体系，如，引入先进的信息化视觉设备，结合机器视觉算法实现对工业机器人的缺陷检测与轨迹规划，保证感知数据采集的稳定性；传输层构建适配工业机器人控制需求的网络化通信体系，依托工业以太网总线，将工业机器人的自动化控制延迟降至毫秒级，同时保障数据传输安全；决策层打破传统机器人控制器的本地数据处理局限，构建“边缘端实时控制+云端全局优化”的协同决策体系，通过对感知层数据的实时处理，让工业机器人能够在作业过程中自主优化控制策略；执行层通过信息化技术提升机器人动作执行的精准度与柔性，实现数字化精准执行与动态调控，确保工业机器人自动化控制技术的有效落地。

（二）突破核心控制算法，提升控制体系信息化能力

信息化视域下工业机器人自动化控制技术的核心就是控制算法，旨在通过将信息化算法与传统算法深度融合，突破传统算法的固定化与程序化局限，实现工业机器人自动化控制算法的自学习、自适应与自优化^[2]。首先，将机器视觉与轨迹规划算法融合，设计自适应轨迹规划的运动控制算法，积极引入大数据驱动的轨迹优化算法，深入挖掘造成工业机器人轨迹偏差的诱因，动态调整插补参数，提升作业效率。其次，对工业机器人的力控算法进行信息化升级，将力觉传感器与模糊控制算法融合，引入机器学习中的深度学习算法，助力工业机器人实现对变力的自适应控制与力控参数的智能匹配。此外，要对逻辑控制算法进行信息化重构，将MES系统与逻辑控制算法融合，自主调整工业机器人的作业流程与动作顺序，实现柔性生产，同时引入专家系统，逻辑控制算法根据工业生产需求与作业环境，自主匹配最优的作业逻辑，实现工业机器人自动化作业逻辑的智能切换。

（三）依托数字孪生技术，打造工业机器人协同体系

作为信息化技术与工业制造领域深度融合的核心技术，数字孪生技术通过构建机器人虚拟数字模型，实现对物理空间与虚拟空间数据的实时交互、模拟仿真与协同控制。数字孪生技术在工业机器人自动化控制技术中的创新应用，能够实现对工业机器人自动化控制策略的虚拟验证与优化。通过构建全要素的工业机器人数字孪生模型，利用三维建模技术精准还原工业机器人特性，实现对工业机器人的数字化建模，同时将作业环境以及工艺参数等数据融入数字孪生模型，实现虚拟模型与工业机器人的动态联动。同时，可依托数字孪生模型与实时数据交互技术，实现对工业机器人自动化控制运行状态的可视化远程控制。在虚拟空间中实时显示工业机器人的运动轨迹与运行参数，当系统智能监测到工业机器人运行存在参数异常时，数字孪生模型会触发预警，分析定位异常原因，自动生成高度适配的修正控制策略，反馈给工业机器人控制系统，以此实现动态调控。

（四）加大人才培养力度，助推自动化控制技术创新

信息化视域下工业机器人自动化控制技术的创新实践，离不开高素质的专业人才支持，可以从人才培养与产学研合作两个维度，助推自动化控制技术创新，为工业机器人自动化控制技术的持续迭代提供人才动力^[3]。一方面，要积极构建多层次的专业人才培养体系，致力于培养既掌握机器人控制技术，又熟悉信息化技术的复合型人才，如，构建“高校培养+企业实训+职业培训”的多层次专业人才培养体系，高校优化相关专业的课程设置，鼓励企业与高校展开深度合作，实现对复合型人才的定向培养。另一方面，信息化视域下工业机器人自动化控制技术的创新实践，需要高校、科研机构与企业的协同发力，打破技术创新壁垒，深化产学研用的协同创新合作，建立产学研用协同创新平台。

三、结语

综上所述，信息化视域下工业机器人自动化控制技术的创新实践具有重要的现实意义与实践价值，通过发挥数据的驱动作用，实现对工业机器人自动化控制技术感知、决策、执行、协同全链路的智能化升级。未来，应持续探索信息化技术与工业机器人自动化控制技术的融合路径，构建人机协同的智能制造新生态，为制造业的高质量发展注入动力。

参考文献：

[1]林明昆.浅谈智能控制技术在工业机器人中的应用[J].科学与信息化,2020(4):13.

[2]柏绍刚.工业机器人在自动化领域的运用路径探讨[J].中国科技纵横,2022(17):46-48.

[3]李梦玮,巩潇,赵郑斌,等.基于工业互联网平台的工业机器人系统安全问题研究[J].自动化与仪表,2022,37(10):44-47,51.