机电一体化技术在工业机器人中的应用

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摘要：摘要：现如今社会发展和人们生活生产节奏很快的时代，时间和人力就是金钱，为了节省时间和人力资源成本，利用现代的电子技术应用到机械生产中，就研究出了工业机器人。工业机器人实现了对工业生产比较智能化的管理，解决了人工劳动的许多限制，例如，工作时

　　摘要：现如今社会发展和人们生活生产节奏很快的时代，时间和人力就是金钱，为了节省时间和人力资源成本，利用现代的电子技术应用到机械生产中，就研究出了工业机器人。工业机器人实现了对工业生产比较智能化的管理，解决了人工劳动的许多限制，例如，工作时间，灯光等外部环境影响，使工业的发展有了一个巨大的飞跃。将人工智能的技术应用到机电一体化中，能够用来赋予系统进行自动检测、信息的处理、模拟和决策判断等功能，实现了对生产过程的智能控制，也将会影响整个工业生产的模式，给人类社会带来一个历史性的变革。

　　关键词：机电一体化技术;工业机器人;应用

　　引 言

　　机电一体化专业在我国开设的时长已经接近二十年，这在我国教育起步较晚的国情下来说已经算是一个老牌专业，机电一体化专业又被市场称为机械电子专业，它的主要研究方向是计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、控制技术、光学技术等技术，它在我国的工业应用非常广泛，小到电子玩具，大到机电产品，包括家电、汽车、轮船、飞机、军工、机器人等都建立在机电一体化专业的基础上。在科技飞速发展的当下，其发展开始向智能化、模块化、网络化、微型化、系统化等方向靠近，而一个集该领域的尖端科技于一体的技术就是工业机器人技术，近年来，工业机器人专业已经开始脱离了机电一体化专业领域发展成为了一个独立的领域，但是在技术理念上，两者是基本一致的。

　　一、工业领域对机器人的应用要求

　　(一)机械零件制造精度

　　工业机器人属于中小型的精密加工制造设备，相较于工业生产过程中其他大型设备的生产而言，工业机器人在设计与制造时必须严格规范内部机械零件。为了使工业机器人能顺利投入生产并完成预先设置的动作流程，各个部件的加工都需要满足设计图的精度要求。一旦机械部件出现问题，机器人就无法进行精准的动作定位，从而导致机器人的运动位置与要求位置出现较大偏差，影响企业的生产效益。

　　(二)传动系统精度

　　在工业生产过程中，投入使用最多的工业机器人一般有两种，一种是六轴旋转机器人，一種是直线运动机器人。由于机器人的有效运动与动力的合理传递是无法分割的，因此在动力传输的过程中，各个传动件的精度都会对机器人的运动精度产生相应的影响。我国的工业机器人生产起步较晚，因此仍在大量使用国外的高精度减速器，以最大程度地减少工业机器人的运动误差。

　　(三)机器人装配精度

　　装配精度能直接对工业机器人末端位置的精度产生影响。如果在设计机器人时忽视对装配精度的规范，就会直接导致传动链的各级运动关系失常。在动力传输时，如果运动流程出现错误，机器人的运动精度也会受到影响，从而无法达到工业生产的要求。

　　(四)机器人精度保持性

　　在工业机器人最开始投入使用时，技术人员所设置的定位精度较高。在长时间的使用过程中，工业机器人的运动精度会随之降低，这与机器人的精度保持性息息相关。工业机器人在生产过程中会长时间从事同一生产运动，久而久之，其机械部件就会出现相应的消耗与磨损，进而导致最终的末端执行位置不符合预期设定，从而影响企业生产效率。

　　二、机电一体化技术在工业机器人中的运用

　　(一)在各轴电气运动位置检测环节的运用

　　在开展工业机器人各轴的电气及气缸安装工作之前，需要对电机和气缸的运动精准度进行强有力的检查工作，实施全面细致的校准工作，当前所运用的电机主要为伺服电机，通过对各个电气安装对应的编码器，能够起到有效检查电气旋转角度的效果，并利用编码器所采集的数据信息，对电机旋转角度进行有效控制，确保电机实际旋转角度和目标角度相符合，为切实保障电机的工作性能奠定基础。与此同时，对于进行直线运动的气缸机械臂，需要对其伸出和退出开展校正工作，切实保障各个气缸的工作性能，为确保机器人末端位置的运动精准度奠定基础。

　　(二)在机器人关键零部件检测的运用

　　安装在各轴关节臂的减速器属于工业机器人的关键部件，通过将振动传感器安装在机器人各轴的减速器上，能够对减速器所在区域的振动数据进行有效采集，以此为基础分析机器人是否能够平稳运行。针对这一问题，需要对减速器所处位置开展科学有效的检查和维护，切实保障各个减速器的运行质量及性能，避免由于减速器振动问题，使得机器人末端位置的精准度及有效性产生负面影响。

　　(三)在机器人运动轨迹上的规划

　　在设定工业机器人运动轨迹时，需要以实际生产要求为基础，依据工控机为上位机的计算机开展运动轨迹规划工作，将各个目标位置处的终端目标的相应位置及方向准确录入到工控机内，并以机器人运动学为指导，全面系统的分析工业机器人在各个轴的运动量，并利用驱动器，将其进一步细分到各个轴的驱动电机，让机器人各轴实现协同运动，切实保障工业机器人的末端位置及方向实现相应目标，让工业机器人可以实现生产加工的目标。

　　(四)在机器人工作环境管理中的运用

　　由于工业机器人对精准度具有极高要求，属于高精密的仪器设备，在开展具体作业时，对工作环境的温度、湿度等具有较高要求。在实施工业机器人维护和管理时，要以机器人的性能为依据，开展行之有效的环境控制工作，在机器人运行质量和生产加工要求的指导下，确保工业机器人的工作环境适宜，设置适宜的温度及湿度，避免由于工作环境不佳，对工业机器人运行造成负面影响，切实保障末端控制的精度。

　　结束语：

　　总而言之，我国的科学技术在迅速地发展，也刺激了我国经济的发展，很多领域已经处在领先的位置，工业生产也迫切的需要升级改造，工业机器人的出现促使了工业生产的改革。如今机电一体化在很多领域都成功的应用到了，与我们的生活息息相关。工业机器人将会是未来生产的发展趋势，也一定要重视机电一体化在工业机器人中的应用，我们可以想象到未来将会到来的全面智能化的生产时代，拥有好的产品和服务，将会带来更好的经济效益

　　参考文献：

　　[1]刘桂超，李玉满.机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势探析[J].化工管理，2017(35)：202.

　　[2]张朝金.论机电一体化技术在建筑施工中的应用[J].建材与装饰，2017(49)：41.

　　[3]祝茂钦.试论机电一体化技术的应用及发展趋势[J].科技创新与应用，2017(34)：163+165.

　　推荐阅读：《山西电力》(双月刊)创刊于1981年，系山西省电力公司主管，山西电力科学研究院、山西省电机工程学会和山西电力技术院共同主办的国内外公开发行的电力技术期刊。

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