陳瑤

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)又可稱之為機(jī)械電子學(xué)，能與機(jī)械技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，從而對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行智能化管理，使機(jī)械設(shè)備處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。目前，機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)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(jià)值，使得企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)存在一些隱患，這就必須加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行合理運(yùn)用，使工業(yè)機(jī)器人能更好地服務(wù)于企業(yè)發(fā)展。

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

前言：

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

一、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用要求

1.1 有關(guān)機(jī)械零部件的制造和精度。由于目前工業(yè)的機(jī)器人大多還屬于小型的精密制造領(lǐng)域，所以在設(shè)計(jì)零部件中對(duì)其精密度便有更高的要求。在展開工業(yè)機(jī)器人的制造操作中必須保證各個(gè)零部件的精確度，可以達(dá)到工業(yè)方面對(duì)機(jī)器人所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度。在工業(yè)機(jī)器人的制造中如果電機(jī)、機(jī)械臂這些關(guān)鍵的部位和實(shí)際要加工的精度和設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不相符，便會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人的末端運(yùn)動(dòng)位置和實(shí)際需求發(fā)生很大的偏差，對(duì)機(jī)器人的使用有嚴(yán)重的影響。

1.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的精準(zhǔn)度。在目前工業(yè)方面機(jī)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(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要牽涉到以下兩個(gè)方面的運(yùn)用，分別為六軸旋轉(zhuǎn)機(jī)器人和直線運(yùn)動(dòng)機(jī)器人。前者可以利用六個(gè)軸開始運(yùn)動(dòng)，屬于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類型;而直線運(yùn)動(dòng)機(jī)器人通常用于上下料的設(shè)備。動(dòng)力傳遞屬于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的方面，對(duì)其末端運(yùn)作精確度的影響很大。在動(dòng)力經(jīng)過其各種軸的驅(qū)動(dòng)作用后，電機(jī)傳送至末端后如果有一個(gè)部位傳動(dòng)件的精確度標(biāo)準(zhǔn)不相符都會(huì)使機(jī)器人末端運(yùn)動(dòng)的精確度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人的使用對(duì)其精確度方面有十分高的要求，所以在運(yùn)作的精度上有很高的要求。相比發(fā)達(dá)國家我國機(jī)器人制造技術(shù)還需要提升，當(dāng)前還不能制造擁有高精度的減速器并可實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)。而我國制造的機(jī)器人中所采用的減速器則是日本生產(chǎn)的，比如串聯(lián)機(jī)器人。從機(jī)器人的末端運(yùn)動(dòng)上講，其各個(gè)傳動(dòng)環(huán)節(jié)的精度就是不能忽視影響因素，如果前期運(yùn)動(dòng)發(fā)生誤差，必然導(dǎo)致傳動(dòng)的鏈條在運(yùn)作過程中的出現(xiàn)擴(kuò)大化，造成末端位置精度的折扣，且不能達(dá)到預(yù)期值。

二、機(jī)電一體化在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

2.1 檢測(cè)各軸電機(jī)運(yùn)動(dòng)位置的狀況。當(dāng)工業(yè)機(jī)器人被安裝在各種傳動(dòng)電機(jī)和氣缸的最初階段，而像這種“伺服電機(jī)”需要技術(shù)人員在電機(jī)上安裝編碼器，從而將其旋轉(zhuǎn)的速度檢測(cè)出來，使與規(guī)定的角度一致。而對(duì)于做著直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)器來說，氣缸機(jī)械臂可以經(jīng)過限位擋塊的校正確保運(yùn)動(dòng)有標(biāo)準(zhǔn)的精度。采取電子的檢測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)觀察工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)活動(dòng)，并且及時(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)作故障，確保機(jī)器人末端位置運(yùn)作的精確。

2.2 機(jī)器人核心部件測(cè)量。工業(yè)機(jī)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(shí)時(shí)檢測(cè)到機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，技術(shù)人員應(yīng)該在其減速器中安有振動(dòng)傳感器。如果機(jī)器人的振動(dòng)情況和平常的數(shù)據(jù)保持一致，則機(jī)器人的工作情況較為穩(wěn)定。如果發(fā)生振動(dòng)問題，需要有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)得來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，以便可以全方位觀測(cè)出機(jī)器人各軸的減速器使用情況，并依據(jù)振動(dòng)的頻率進(jìn)行調(diào)整，確保工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行的平穩(wěn)和安全。

2.3 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃。工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡一般根據(jù)企業(yè)真實(shí)的生產(chǎn)需要進(jìn)行設(shè)置。運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)一般在電子計(jì)算機(jī)中進(jìn)行，需要有關(guān)技術(shù)人員根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)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(jī)中，從而讓計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量。通過工控機(jī)的驅(qū)動(dòng)器把計(jì)算所得的運(yùn)動(dòng)量下達(dá)到各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)中，從而確保各個(gè)傳動(dòng)軸提供機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)作的動(dòng)力，最終幫助機(jī)器人完成應(yīng)做出的運(yùn)動(dòng)軌跡，達(dá)到企業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)。

2.4 機(jī)器人工作環(huán)境的管理。工業(yè)機(jī)器人屬于精密加工設(shè)備的一類，對(duì)平常的工作環(huán)境有很高的要求。對(duì)此，為確保工業(yè)機(jī)器人的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要企業(yè)使用繼電一體化的技術(shù)控制機(jī)器人周圍環(huán)境的溫度和濕度。在對(duì)其維護(hù)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(jī)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(dòng)作。在智能研發(fā)中需要技術(shù)工作者將機(jī)械、信息技術(shù)和電子學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行綜合利用，進(jìn)而讓機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)作中有預(yù)期的效果。比如機(jī)械臂便是對(duì)人的手臂的一種模仿，其運(yùn)動(dòng)需要利用具備很高精確度的電子技術(shù)完成這一動(dòng)作步驟。同時(shí)，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(jī)電一體化技術(shù)的使用還加強(qiáng)了自動(dòng)導(dǎo)航的功能。機(jī)器人可自動(dòng)輸出生產(chǎn)線上的工業(yè)產(chǎn)品，繼而加以運(yùn)輸和裝配。同時(shí)適當(dāng)?shù)囊M(jìn)電子信息技術(shù)、傳感技術(shù)、接口技術(shù)等科技，實(shí)現(xiàn)快速操作與精確分類，增加企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)也加強(qiáng)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(chǔ)器設(shè)置，當(dāng)做工業(yè)機(jī)器人的中心指揮系統(tǒng)。基于PLC 控制技術(shù)的機(jī)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(jī)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(gè)人的做事風(fēng)格，而對(duì)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(diǎn)，即程序容量大、處理速度魁岸、存儲(chǔ)器的可擴(kuò)展性強(qiáng)，以及對(duì)外部設(shè)備的通行功能較強(qiáng)等。工業(yè)機(jī)器人的軟件程序設(shè)計(jì)中程序是重點(diǎn)，直接在工業(yè)機(jī)器人大腦中發(fā)出指令，確定工業(yè)機(jī)器人的功能是否可以實(shí)現(xiàn)，在具體的變成軟件中需要依據(jù)工業(yè)機(jī)器人的職能編程設(shè)計(jì)。

三、機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的發(fā)展趨勢(shì)

不久的將來，在機(jī)器人領(lǐng)域中機(jī)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(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)器人的生產(chǎn)狀態(tài)和設(shè)備的故障問題。對(duì)此，技術(shù)人員可以通過對(duì)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(diǎn)，技術(shù)人員需要根據(jù)人類的行為模式對(duì)人工智能的邏輯系統(tǒng)進(jìn)行建構(gòu)，使工業(yè)機(jī)器人可以呈現(xiàn)出人力勞動(dòng)的特點(diǎn)，從而可以更為精確的實(shí)現(xiàn)工業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)。在當(dāng)前階段的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中數(shù)字機(jī)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(shí)施，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的重要工具，成為衡量國際科技水平的重要標(biāo)志。機(jī)電一體化是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿?，隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人作為最典型的機(jī)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(huì)制造加工的各個(gè)行業(yè)。因此，本文結(jié)合實(shí)踐調(diào)查，介紹了機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的具體應(yīng)用，以期推動(dòng)機(jī)器人機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展。

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