摘要：大数据时代背景下，产业自动化和智能化的趋势愈加热烈，且推动了产业的更新升级，其中产业机器人的开发应用更是受到人们的关注。目前我国的产业机器人发展也取得了较大的成效，但在自动化和智能化水平层面仍然存在较大的进步空间。基于此，本文以电气自动化技术为依托，阐述产业机器人在电气工程中的应用设计，并针对产业机器人的设计要点进行分析，以便为实际的产业机器人设计发展提供理论参考。

关键词：电气工程;自动化技术;产业机器人;设计应用

中图分类号：TU  文献标识码：A  文章编号：（2020）-04-262

1.前言

近些年来，国家大力推出智能战略计划，对此促进了产业机器人的开发和应用。同时随着电气工程自动化的发展，也推动了产业机器人设计的改进创新。如今产业机器人在社会生活和工作各个方面都产生了重要的影响，而不同领域对产业机器人设计形式也有着较大的差异，因此在电气工程自动化背景下产业机器人设计仍需要不断的开发和改进。

2.产业机器人的电气工程自动化技术

2.1.新生代电气自动化技术

电气自动化技术是新时代科技发展的产物，近些年来不断拓展到各个产业领域进行生产应用。同时在产业应用改进中，也推动了新生代电气自动化技术的诞生，促进自动化技术的网络智能化，控制精准化、系统设计科学化和信息可靠性等[1]，这也为产业机器人制造提供了重要的支撑。新生代电气自动化技术与产业机器人设计的有机结合将是未来发展的必然趋势，对此明确产业机器人设计核心和电气自动化技术的基本应用原理，深入研发服务型机器人，为各个产业领域带来新的发展时机。

2.2.PLC控制系统

PLC控制系统是电气自动化控制技术中的主要集合控制形式，目前PLC控制系统采用数字运算的电子控制系统[2]，在工业生产中被广泛应用，相比较传统的控制系统编程速度更快，工作效率更高。而应用在产业机器人设计中的控制系统需要更具智能化的控制路径，保证产业机器人的工作学习能力，以及提高产业机器人的稳定高效工作水平。

2.3.零部件组装设计技术

产业机器人设计过程中，其零部件的安装设计离不开电气工程自动化技术的支撑。零部件组装主要包括机械零件拼接、驱动与程序编排三个部分[3]。需要注意的是在进行设备组装中必须保证质量检测符合生产标准，即对于相关的数据内容进行精准核对，最大限度的控制误差。随后组装完成后进一步的驱动检测工作，需要采用电气自动化技术进行操作并设定运行信号，保证产业机器人的工作信号接收有效性。最后，机器人的程序编排着重在搭建信息操作和监控系统上，保证机器人在接受到控制信号后作出的活动灵活稳定。在整个零部件组装设计技术中，都是围绕着机器人的运行进行检测反馈改进的，因此需要注意云服务器和机器人两者间的有效连接，这样以来才能保证产业机器人的自动化作业能力。

3.电气工程自动化中产业机器人的设计应用

3.1.构建产业资源互通平台

随着产业机器人的不断升级应用，其规模也不断扩大，为满足更多产业领域的应用，必须提高产业机器人设计的多样性和先进性。对此所需要的设计资源信息也有了更细致化的要求，这就需要设计人员明确不同形式的产业机器人设计标准。而通过构建产业资源的互通交流平台，可以实现产业间的信息开放式交流，深入结合实际的产业发展要求进行设计机器人，同时针对先进的产业机器人设计技术也可以进行互动研究，实现产业机器人的资源、人才、渠道等多层面的动态发展。

3.2.加强系统的设计科学性

产业机器人的系统设计主要包括硬件系统设计和软件系统设计两个方面，对此需要深入硬软件系统设计的属性特征，进而加强系统设计的科学性和高效性。具体的系统设计要求如下所述：

（1）硬件系统设计

首先，在硬件系统设计方面需要设计人员明确产业机器人的生产标准，并以此为基础选择科学的伺服电机。伺服电机作为机器人应用的重要动力支撑，目前主要采用直流伺服电机，由于伺服电机是由高精度的编码器进行控制的，能够保证产业机器人运行的稳定性和安全性较高，因此直流伺服电机可以有效维护和实现机器人的智能化。另外在接受到DSP传输信号后，直流伺服电机根据控制信号进行执行命令，同时在闭环控制下电机编码器可进行精准定位采样反馈，并及时带动驱动器运行操作。再者，硬件系统设计中控制器的选择和设计也是至为关键的，主要针对机器人的数字信号、编程逻辑和操作控制等进行选择。具体的要求必须基于产业机器人的生产要求进行确定，要保证控制器的控制算法在电气工程自动化技术背景下应用设计，这样可以保证控制信号和对象的精准融合。其次在对继电器的设计应用中，要注重继电器的科学安全性和操作灵敏度的设计，一般在大电流负载控制下选择固态继电器，可以有效提高控制信号的传送效率。

（2）软件系统设计

软件系统设计主要把控上层开发环节、驱动程序和底层控制程序三个部分的科学设计。第一，为保证测试控制器的精准性，需要注重上层开发的设计能够实现软件平台用户操作要求;第二，在驱动程序设计过程中，通过不同网络环境中控制器的抗干扰性能进行开发设计，保证驱动程序使用的稳定性;第三，底层控制程序开发设计要基于伺服驱动的性能程度，同时应用C语言编程支撑控制系统的运行。综合而言，软件系统的设计更多需要信息技术的支撑，在网络环境中驱动控制系统的科学有效运转，但这也需要在科学的硬件系统设计基础上实现。设计人员必须重视电机的设计安装和应用，在电气自动化技术和PLC控制系统下，完善机器人的软件系统评估和检测，最大限度的控制过载故障和控制问题，提高软件系统的兼容性，在进行软件系统设计过程中，为提高软件的集成技术，可引进CCS等先进技术的应用，对此可有效提高软件系统设计、测评和监控的科学性。

3.3.机器人焊接的功能调试

产业机器人在做完基础性设计后，需要对其各个系统进行功能调试，以保证机器人的平稳运行。具体的功能调试的内容较多且要求严格。为保证产业机器人在后期应用的效益，首先要明确伺服电机运行性能的极限，对大、小电流进行逐次施加调试。其次还要检查机器人的关节活动性能，其关节调试的重心在于基本轴的调整，包括各个关节的连接性、灵活性和稳定性等，保证机器人良好的活动性能。

3.4.设计的细节优化

在电气工程自动化技术支撑下，产业机器人的设计内容及要求都较为复杂，高标准的设计要求可以保证产业机器人的工作效益，因此在产业机器人设计细节方面需要深入研究。设计细节的检查主要集中在产业机器人设计完成后的试运行阶段，对试用机器人的基本结构和工作性能进行深入调节修整。根据不同产业的机器人生产要求，进行适当的功能性改进创新，以适应产业生产应用实践要求，制作更具适应时代专业化应用的产业机器人。

4.结束语

现阶段产业机器人应用广泛，为提高产业机器人的自动化和智能化水平，电气工程自动化技术的投入支持成为其发展的关键。对此需要结合电气工程自动化发展背景，进行全面改进和发展产业机器人的设计，通过资源共享、系统设计、功能调试和细节优化等形式进行调整创新，促进电气工程自动化和产业机器人设计的有机融合，提高产业机器人的运用质量和效率。

参考文献

[1]王雅.电气工程自动化视角下的产业机器人设计[J].科技创新与应用，2020（24）：82-83.

[2]王晓峰.浅析关于机器人夹爪位姿的过程调整[J].科技风，2019（15）：155.

[3]杨国庆，黄锐，李健，等.智能服务机器人语音交互的设计与实现[J].科技视界，2018（09）：129-131.

姓名：何晓楠，性别：男，出生年月：1997年05月28日，籍贯：湖北省武穴市，研究方向：电气工程及其自动化

作者单位：汉口学院