機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種科學(xué)技術(shù)都在不斷應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。機(jī)電體化技術(shù)就是將機(jī)械技術(shù)和科學(xué)相結(jié)合起來(lái)運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中，它可以幫助提高工業(yè)的生產(chǎn)效率，大量的工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的流水線的生產(chǎn)方式，解放了大量的人工勞動(dòng)，也提高了工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量，機(jī)電一體化技術(shù)將會(huì)是未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。本文主要對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行介紹，以及該技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用，并預(yù)測(cè)它的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)技術(shù)；機(jī)電一體化；工業(yè)機(jī)器人

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.126

0 引言

在現(xiàn)在這個(gè)生活生產(chǎn)節(jié)奏很快的時(shí)代，時(shí)間和人力就是金錢(qián)，為了節(jié)省時(shí)間和人力資源成本，利用現(xiàn)代的電子技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)中，就研究出了工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)比較智能化的管理，解決了人工勞動(dòng)的許多限制，例如，工作時(shí)間，燈光等外部環(huán)境影響，使工業(yè)的發(fā)展有了一個(gè)巨大的飛躍。將人工智能的技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化中，能夠用來(lái)賦予系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、信息的處理、模擬和決策判斷等功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的智能控制，也將會(huì)影響整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的模式，給人類社會(huì)帶來(lái)一個(gè)歷史性的變革。

1 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化發(fā)展的第一階段是在上世紀(jì)60年代以前，在這個(gè)時(shí)期，人們會(huì)利用電子技術(shù)來(lái)改善機(jī)械產(chǎn)品的一部分性能。在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，為了升級(jí)軍事裝備，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了電子技術(shù)的發(fā)展，為了使其能夠完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。在沒(méi)有戰(zhàn)爭(zhēng)的時(shí)代，這一技術(shù)就轉(zhuǎn)為民用了，在當(dāng)時(shí)可以促進(jìn)當(dāng)時(shí)已經(jīng)蕭條的經(jīng)濟(jì)快速恢復(fù)，但是技術(shù)還不夠成熟，沒(méi)有辦法深入發(fā)展，就無(wú)法大力推廣。

機(jī)電一體化發(fā)展的第二階段是在上世紀(jì)70～80年代，在這個(gè)時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)發(fā)展到了一定的基礎(chǔ)，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路也得到了迅速地發(fā)展，這些技術(shù)都為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供重要的物質(zhì)技術(shù)的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)這這個(gè)時(shí)期開(kāi)始得到認(rèn)可，也得到了很多國(guó)家的關(guān)注和支持。

機(jī)電一體化發(fā)展的第三階段是在上世紀(jì)90年代后期，這個(gè)時(shí)候機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)始向智能化的方向發(fā)展，進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，是一個(gè)深入發(fā)展的時(shí)期。這個(gè)時(shí)期，通信技術(shù)、光學(xué)，細(xì)微加工技術(shù)都開(kāi)始在機(jī)電一體化技術(shù)中有所應(yīng)用，對(duì)于機(jī)電一體化的建模集成以及分析的方法都有了一定的研究。在這個(gè)時(shí)候機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)以及光纖技術(shù)等領(lǐng)域的研究也取得了一定的成果，也為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了一定的基礎(chǔ)，促進(jìn)機(jī)電一體化體系的完整建立。

中國(guó)開(kāi)始這方面的研究是在上世紀(jì)80年代，將研究機(jī)電一體化的技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。當(dāng)時(shí)研究這個(gè)技術(shù)的有各高校、研究所以及很多的企業(yè)，這一技術(shù)的研究取得了一定的成果，但是與一些發(fā)達(dá)國(guó)家比仍然存在一定的差距。

2 機(jī)電一體化在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人是機(jī)電一體化的重要體現(xiàn)，它一般是應(yīng)用在工廠中的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或者是多自由度機(jī)器人，能夠接收操作的指令，按照設(shè)置好的程序來(lái)完成指定的動(dòng)作來(lái)完成生產(chǎn)，這是機(jī)電一體化在智能制造中比較先進(jìn)的應(yīng)用。機(jī)器人的研發(fā)需要電子、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、人工智能等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)相融合，還需要各種精密的零件，大規(guī)模的集成電路板來(lái)進(jìn)行組裝。

工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂可以在生產(chǎn)中模仿人的手來(lái)進(jìn)行操作，需要在高精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確的控制度的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，最終能夠通過(guò)關(guān)節(jié)、傳感器等達(dá)到人手的觸覺(jué)感知級(jí)別，最后能在加工制造中靈活的操作。工業(yè)機(jī)器人還需要能夠自動(dòng)導(dǎo)航，對(duì)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品零件進(jìn)行裝卸和搬運(yùn)，能夠進(jìn)行出入庫(kù)和調(diào)配產(chǎn)品，現(xiàn)在的物流運(yùn)輸小機(jī)器人就可以對(duì)快遞進(jìn)行分類。工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)器人的出現(xiàn)，不僅可以增加產(chǎn)品的數(shù)量，也能提升產(chǎn)品的質(zhì)量，很多精密的操作可能人力無(wú)法完成但是機(jī)器人可以完成，也減輕了人力勞動(dòng)的成本。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)的工業(yè)機(jī)器人將會(huì)提高工廠生產(chǎn)的感知系統(tǒng)，可以來(lái)檢測(cè)周?chē)脑O(shè)備的進(jìn)展?fàn)顩r，檢測(cè)周?chē)O(shè)備是否故障，這個(gè)對(duì)技術(shù)的要求非常高，需要攻克力覺(jué)傳感器和圖像處理等技術(shù)難關(guān)，需要建立高精度的物理模型以應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的不確定性。人工智能是現(xiàn)在的熱點(diǎn)研究方向，機(jī)電一體化技術(shù)也將會(huì)在機(jī)器智能化的方向發(fā)展，機(jī)電智能化是以邏輯性為運(yùn)行核心，通過(guò)采用不同的思維方式，參照人類的一些行為動(dòng)作對(duì)人工智能進(jìn)行升級(jí)。雖然機(jī)電一體化在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用不能夠保證工業(yè)機(jī)器人的行為與人類一致，但是也足夠應(yīng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)?，F(xiàn)在使用的數(shù)字機(jī)床已經(jīng)擁有了部分智能，對(duì)生產(chǎn)起到了幫助，未來(lái)需要更加開(kāi)發(fā)其他的智能功能，使生產(chǎn)更接近人類的行為動(dòng)作。

4 結(jié)論

我國(guó)的科學(xué)技術(shù)在迅速地發(fā)展，也刺激了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，很多領(lǐng)域已經(jīng)處在領(lǐng)先的位置，工業(yè)生產(chǎn)也迫切的需要升級(jí)改造，工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)促使了工業(yè)生產(chǎn)的改革。如今機(jī)電一體化在很多領(lǐng)域都成功的應(yīng)用到了，與我們的生活息息相關(guān)。工業(yè)機(jī)器人將會(huì)是未來(lái)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，也一定要重視機(jī)電一體化在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用，我們可以想象到未來(lái)將會(huì)到來(lái)的全面智能化的生產(chǎn)時(shí)代，擁有好的產(chǎn)品和服務(wù)，將會(huì)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益

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作者簡(jiǎn)介：馮鈴（1987-），男，四川巴中人，本科，助教，主要從事機(jī)電一體化方向的研究。