工業(yè)機(jī)器人中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析

張芝源

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人，大大提高了生產(chǎn)效率。注重機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用，有利于強(qiáng)化功能，滿足更高的需求，發(fā)揮出有效作用。文章從兩個(gè)方面展開(kāi)論述，進(jìn)行了深入的探討，通過(guò)技術(shù)整合促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人更好發(fā)展。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

1?機(jī)電一體化的內(nèi)涵及其優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)如今所說(shuō)的機(jī)電一體化是一種先進(jìn)的電子類技術(shù)，能夠有效地將機(jī)械裝置與自動(dòng)化進(jìn)行結(jié)合，提高機(jī)械產(chǎn)品對(duì)信息的靈活處理。實(shí)際上機(jī)電一體化概念可以分為兩種：技術(shù)、產(chǎn)品。其實(shí)所謂的機(jī)電一體化技術(shù)并不是簡(jiǎn)單的將電子與技術(shù)進(jìn)行組合即可，而應(yīng)該伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也逐漸趨于成熟，機(jī)械的內(nèi)部構(gòu)造也慢慢的被微型電路所替代，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械的自動(dòng)化操作。例如：調(diào)節(jié)控制自動(dòng)化、故障排除自動(dòng)化和信息處理自動(dòng)化等。

機(jī)電一體化技術(shù)指的是利用多種科學(xué)技術(shù)來(lái)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的各類設(shè)備進(jìn)行有機(jī)整合、配置，并加以智能化的管理控制，促使機(jī)械制造的功能較之于以往有更大提升，而且開(kāi)展工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)期間的生產(chǎn)能耗與以往相比有很大降低，是促使整體生產(chǎn)效率與質(zhì)量提升的一項(xiàng)技術(shù)。

工業(yè)機(jī)器人指的是在制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，采用先進(jìn)的信息技術(shù)與機(jī)械設(shè)備，對(duì)于生產(chǎn)時(shí)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理及服務(wù)等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)控制，并且生產(chǎn)期間產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)可以智能化地傳輸至控制管理平臺(tái)，促使制造企業(yè)可以對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)有關(guān)的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)把控、了解，結(jié)合自身生產(chǎn)實(shí)力進(jìn)行最優(yōu)化生產(chǎn)方案的編制，有效完成產(chǎn)品智能化生產(chǎn)工作。

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)電一體化技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1機(jī)器人各軸電機(jī)位置檢測(cè)

機(jī)器人各軸位置在運(yùn)動(dòng)精度方面做了嚴(yán)格的要求，在安裝電機(jī)和氣缸時(shí)已經(jīng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和相關(guān)參數(shù)的設(shè)定，因此在安裝過(guò)程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的精度和設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和嚴(yán)格校準(zhǔn)，確保各軸安裝以后工作性能符合機(jī)器人的使用要求，對(duì)于機(jī)器人來(lái)講，電機(jī)是機(jī)器人的主要部分，為了更好地確保機(jī)器人的工作狀態(tài)，應(yīng)做好進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)編碼器對(duì)宣傳角度進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，以更好地提高動(dòng)力源的運(yùn)動(dòng)精度和可靠性[2]。目前伺服電機(jī)比較常見(jiàn)，需要進(jìn)一步結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行操作，簡(jiǎn)單而言，伺服電機(jī)反饋軸的位置，是通過(guò)同心安裝的編碼器實(shí)現(xiàn)的，如果編碼器是1024或者2500線的增量型編碼器，那么電機(jī)一圈就是4096或者10000個(gè)脈，可以通過(guò)通訊或者直接看驅(qū)動(dòng)器的編碼器外置反饋參數(shù)，看是多少脈沖，當(dāng)然這個(gè)需要把起始位置的脈沖計(jì)數(shù)清零，或者記錄一下。

2.2機(jī)器人核心部件檢測(cè)

機(jī)器人的核心部件直接影響機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各軸關(guān)節(jié)臂的減速，核心部件的性能和精準(zhǔn)度非常重要，需要做好具體的檢測(cè)工作。機(jī)電一體化在機(jī)器人應(yīng)用工程中必須做好對(duì)核心部件的全面檢測(cè)，嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)范在各軸的減速器位置安裝振動(dòng)傳感器，以獲取真實(shí)性和可靠數(shù)據(jù)，同時(shí)也為核心部件的檢測(cè)提供必要數(shù)據(jù)支持，從而可以根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行判斷，通過(guò)運(yùn)動(dòng)情況和軌跡進(jìn)行分析，以調(diào)整機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的工作狀態(tài)，確保機(jī)器人平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。另外，機(jī)器人核心部位的檢測(cè)還需要結(jié)合振動(dòng)傳感器的具體情況進(jìn)行分析。

2.3機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)劃需要進(jìn)一步結(jié)合工作環(huán)節(jié)和工業(yè)生產(chǎn)需求進(jìn)行，要進(jìn)一步調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡和規(guī)劃設(shè)計(jì)，從而提高機(jī)器人工作的可靠性。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃需要做好工控機(jī)狀態(tài)分析，結(jié)合工作情況對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行目標(biāo)位置定位，輸入指令設(shè)定目標(biāo)，同時(shí)觀察各軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)施科學(xué)規(guī)劃，找出其末端，從而更好地分析機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)量[3]。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃過(guò)程中必須以驅(qū)動(dòng)器為支持，結(jié)合機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)原理對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出指令，保持機(jī)器人各軸的同步性，確保行為軌跡符合預(yù)期，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)良好。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)張貼應(yīng)符合機(jī)器人運(yùn)動(dòng)設(shè)定的目標(biāo)，以此來(lái)加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)精度控制和運(yùn)動(dòng)可靠性。以標(biāo)準(zhǔn)碼垛機(jī)器人MS600為例，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中要通過(guò)供料機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)以及二維搬運(yùn)機(jī)器人等協(xié)調(diào)配合共同完成運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，通過(guò)這種方式確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和工業(yè)生產(chǎn)的高效率，提高運(yùn)動(dòng)操作的精準(zhǔn)度[4]。

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)周圍的設(shè)備的進(jìn)展?fàn)顩r，檢測(cè)周圍設(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。

結(jié)束語(yǔ)：

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。

參考文獻(xiàn)：

[1]張陽(yáng).淺談機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017（24）：151-152.

[2]曹麗達(dá).機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的運(yùn)用分析[J].居業(yè)，2017（08）：93+95.

沈陽(yáng)工學(xué)院 113122