探究機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人中的應(yīng)用

陳瑤

摘要：機電一體化技術(shù)又可稱之為機械電子學，能與機械技術(shù)進行有效結(jié)合，從而對機械設(shè)備進行智能化管理，使機械設(shè)備處于最佳的運行狀態(tài)。目前，機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人中的應(yīng)用水平不高，難以充分發(fā)揮這一技術(shù)的價值，使得企業(yè)生產(chǎn)活動存在一些隱患，這就必須加強對機電一體化技術(shù)的研究，根據(jù)實際情況對其進行合理運用，使工業(yè)機器人能更好地服務(wù)于企業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人應(yīng)用

前言：

機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人領(lǐng)域的應(yīng)用有效提升了機器人的精度和可靠性，優(yōu)化了機器人的控制系統(tǒng)，而且實現(xiàn)了機器人的精準控制，特別是末端位置的精準控制，最大限度地發(fā)揮了機器人的使用功能，推動了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和進步，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。

一、工業(yè)機器人的運用要求

1.1 有關(guān)機械零部件的制造和精度。由于目前工業(yè)的機器人大多還屬于小型的精密制造領(lǐng)域，所以在設(shè)計零部件中對其精密度便有更高的要求。在展開工業(yè)機器人的制造操作中必須保證各個零部件的精確度，可以達到工業(yè)方面對機器人所規(guī)定的標準，進而實現(xiàn)工業(yè)機器人的運動精度。在工業(yè)機器人的制造中如果電機、機械臂這些關(guān)鍵的部位和實際要加工的精度和設(shè)計的標準不相符，便會導(dǎo)致機器人的末端運動位置和實際需求發(fā)生很大的偏差，對機器人的使用有嚴重的影響。

1.2 傳動系統(tǒng)的精準度。在目前工業(yè)方面機器人獲得廣泛的應(yīng)用，且有著更為可期的應(yīng)用前景。工業(yè)機器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要牽涉到以下兩個方面的運用，分別為六軸旋轉(zhuǎn)機器人和直線運動機器人。前者可以利用六個軸開始運動，屬于旋轉(zhuǎn)運動類型;而直線運動機器人通常用于上下料的設(shè)備。動力傳遞屬于機器人運動的方面，對其末端運作精確度的影響很大。在動力經(jīng)過其各種軸的驅(qū)動作用后，電機傳送至末端后如果有一個部位傳動件的精確度標準不相符都會使機器人末端運動的精確度產(chǎn)生嚴重影響。因為工業(yè)機器人的使用對其精確度方面有十分高的要求，所以在運作的精度上有很高的要求。相比發(fā)達國家我國機器人制造技術(shù)還需要提升，當前還不能制造擁有高精度的減速器并可實現(xiàn)自主研發(fā)。而我國制造的機器人中所采用的減速器則是日本生產(chǎn)的，比如串聯(lián)機器人。從機器人的末端運動上講，其各個傳動環(huán)節(jié)的精度就是不能忽視影響因素，如果前期運動發(fā)生誤差，必然導(dǎo)致傳動的鏈條在運作過程中的出現(xiàn)擴大化，造成末端位置精度的折扣，且不能達到預(yù)期值。

二、機電一體化在工業(yè)機器人中的應(yīng)用

2.1 檢測各軸電機運動位置的狀況。當工業(yè)機器人被安裝在各種傳動電機和氣缸的最初階段，而像這種“伺服電機”需要技術(shù)人員在電機上安裝編碼器，從而將其旋轉(zhuǎn)的速度檢測出來，使與規(guī)定的角度一致。而對于做著直線運動的機器來說，氣缸機械臂可以經(jīng)過限位擋塊的校正確保運動有標準的精度。采取電子的檢測技術(shù)實時觀察工業(yè)機器人的生產(chǎn)活動，并且及時發(fā)現(xiàn)動作故障，確保機器人末端位置運作的精確。

2.2 機器人核心部件測量。工業(yè)機器人的主要部件都是由各種軸關(guān)節(jié)的減速器組合而成。為可以實時檢測到機器人的運動穩(wěn)定性，技術(shù)人員應(yīng)該在其減速器中安有振動傳感器。如果機器人的振動情況和平常的數(shù)據(jù)保持一致，則機器人的工作情況較為穩(wěn)定。如果發(fā)生振動問題，需要有關(guān)技術(shù)人員進行實時檢測得來的數(shù)據(jù)并進行分析，以便可以全方位觀測出機器人各軸的減速器使用情況，并依據(jù)振動的頻率進行調(diào)整，確保工業(yè)機器人運行的平穩(wěn)和安全。

2.3 機器人的運動軌跡規(guī)劃。工業(yè)機器人的運動軌跡一般根據(jù)企業(yè)真實的生產(chǎn)需要進行設(shè)置。運動軌跡的設(shè)計一般在電子計算機中進行，需要有關(guān)技術(shù)人員根據(jù)工業(yè)機器人的運動位置和企業(yè)生產(chǎn)需求的位置與數(shù)據(jù)的形式錄入到工控機中，從而讓計算機能夠根據(jù)運動學公式計算傳動軸的運動量。通過工控機的驅(qū)動器把計算所得的運動量下達到各個驅(qū)動電機中，從而確保各個傳動軸提供機器人穩(wěn)定運作的動力，最終幫助機器人完成應(yīng)做出的運動軌跡，達到企業(yè)的生產(chǎn)目標。

2.4 機器人工作環(huán)境的管理。工業(yè)機器人屬于精密加工設(shè)備的一類，對平常的工作環(huán)境有很高的要求。對此，為確保工業(yè)機器人的正常運轉(zhuǎn)，需要企業(yè)使用繼電一體化的技術(shù)控制機器人周圍環(huán)境的溫度和濕度。在對其維護和管控過程中，技術(shù)人員一定要全面熟練掌握其生產(chǎn)需要和基本性能，將生產(chǎn)的周邊環(huán)境調(diào)整到適宜的溫度和濕度中，從而防止被環(huán)境干擾發(fā)生生產(chǎn)失誤的情況。

2.5 智能制造。工業(yè)機器人可以接受信息系統(tǒng)的操作指令，依據(jù)這一指令完成相應(yīng)的動作。在智能研發(fā)中需要技術(shù)工作者將機械、信息技術(shù)和電子學科的知識進行綜合利用，進而讓機器人在實際運作中有預(yù)期的效果。比如機械臂便是對人的手臂的一種模仿，其運動需要利用具備很高精確度的電子技術(shù)完成這一動作步驟。同時，在其中設(shè)置的傳感器必須有很高的觸覺感知能力，以便可以有和人手最接近的功能。另外，機電一體化技術(shù)的使用還加強了自動導(dǎo)航的功能。機器人可自動輸出生產(chǎn)線上的工業(yè)產(chǎn)品，繼而加以運輸和裝配。同時適當?shù)囊M電子信息技術(shù)、傳感技術(shù)、接口技術(shù)等科技，實現(xiàn)快速操作與精確分類，增加企業(yè)生產(chǎn)效率的同時也加強了產(chǎn)品的質(zhì)量、保證企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。PLC 技術(shù)是基于傳統(tǒng)的控制中加入可以編程的存儲器設(shè)置，當做工業(yè)機器人的中心指揮系統(tǒng)?；赑LC 控制技術(shù)的機器人可以具備更加智慧的操作系統(tǒng)。PLC 技術(shù)難題很少，應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，已經(jīng)成為我國主流工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)，并且在之后的五十年中PLC 的控制系統(tǒng)一直處于高速發(fā)展的階段。我們知道大腦決定一個人的做事風格，而對PLC 的系統(tǒng)來說也是一樣的，我們可以從硬件和軟件方面加以探討。關(guān)于硬件的發(fā)展和繼電技術(shù)的水平有很緊密的關(guān)系，目前PLC 系統(tǒng)的中心控制中主要使用的核心組件具有以下特點，即程序容量大、處理速度魁岸、存儲器的可擴展性強，以及對外部設(shè)備的通行功能較強等。工業(yè)機器人的軟件程序設(shè)計中程序是重點，直接在工業(yè)機器人大腦中發(fā)出指令，確定工業(yè)機器人的功能是否可以實現(xiàn)，在具體的變成軟件中需要依據(jù)工業(yè)機器人的職能編程設(shè)計。

三、機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人中的發(fā)展趨勢

不久的將來，在機器人領(lǐng)域中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用將不斷健全企業(yè)生產(chǎn)的感知系統(tǒng)。具備高精度的設(shè)備能夠?qū)崟r監(jiān)測機器人的生產(chǎn)狀態(tài)和設(shè)備的故障問題。對此，技術(shù)人員可以通過對力覺傳感器和圖像處理方面的應(yīng)用加以突破，從而解決在生產(chǎn)過程中的各種問題。未來此技術(shù)將呈現(xiàn)出智能化的特點，技術(shù)人員需要根據(jù)人類的行為模式對人工智能的邏輯系統(tǒng)進行建構(gòu)，使工業(yè)機器人可以呈現(xiàn)出人力勞動的特點，從而可以更為精確的實現(xiàn)工業(yè)的生產(chǎn)目標。在當前階段的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中數(shù)字機床已經(jīng)擁有智能功能，還需要技術(shù)工作者不斷努力，開發(fā)出各種多樣的智能功能。

結(jié)束語：

隨著我國大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是智能制造戰(zhàn)略的實施，工業(yè)機器人已經(jīng)成為現(xiàn)代機械制造業(yè)的重要工具，成為衡量國際科技水平的重要標志。機電一體化是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要動力，隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)在社會各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。工業(yè)機器人作為最典型的機電一體化技術(shù)的生產(chǎn)裝備，其已經(jīng)完全地融入了社會制造加工的各個行業(yè)。因此，本文結(jié)合實踐調(diào)查，介紹了機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人中的具體應(yīng)用，以期推動機器人機電一體化技術(shù)發(fā)展。

參考文獻：

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