浅谈机电一体化技术在工业机器人中的应用

浅谈机电一体化技术在工业机器人中的应用

朱继凯

襄阳技师学院

摘要：目前，工业机器人已广泛地用于工业生产，并使我国的机械生产更加有序地发展。其中，机电一体化是工业机器人的关键，以机电一体化为突破口，将其与工业机器人融合在一起，促进工业机器人的发展。在本文中，重点探讨了什么是机电一体化，将其应用于工业机器人，从而促进机械制造业的可持续发展。

关键词：机电一体化；工业机器人；应用

随着时间的推移，进入二十一世纪，随着大数据技术的普及，工业机器人已经成为了世界上最重要的工具，也是决定世界科技进步的关键。而在2019年，新的工作岗位被公布，其中最受瞩目的就是工业机器人的系统操作者和维护人员，这也就意味着，工业机器人将会是一个新的发展方向。机电一体化是现代工业生产的重要力量和源泉，在新常态下，将机电集成技术引入到工业机器人中，既是新常态下的基本需求，又是促进机器人技术创新发展的重要因素。

一、机电一体化技术概述

从原理上来看，机电集成涉及的领域更广，例如，电子技术；机械学、其他学科，都是综合学科。作为一门新的综合的技术，它已经从微型到了机械系，已经发展到了现代工业的核心技术。在机电一体化的体系中，需要考虑很多因素，例如：机械的结构成分；劳动构成要素、感知要素等。从实际情况来看，随着机械行业的迅速发展，机电结合的重要性也越来越大，这将会促进工业机器人的发展，甚至可以为现有的机械制造行业提供一定的支持，从而达到新的时代对机械制造的需求。。

二、基于新时期工业机器人的运用要求

2.1机械零部件的精度

当前我国大部分的机械生产厂家采用的是微型、精密的工业机器人，因此对其进行精密加工的需求也越来越高。同时，为了提高机器人的运动精度，必须满足其在生产过程中的各项基本需求，并确保其准确性。另外，如果电机和机械臂的零件的精度不符合要求，很可能会造成机械臂的移动，从而影响到机器人的工作性能。

2.2转动系统的精准度

目前，六轴机器人的应用范围包括六向回转和直立行走，六轴式回转机械手是以六向转动为主，是回转式，而线性机械手是用于上下料的。动力传输是机器人的关键部件之一，它的动作精度会受到影响，通常情况下，在完成各种不同的轴的驱动后，马达都会被转移到另一端，如果某个零件的精度达不到最好的状态，就会对机器人的运动造成影响，因此必须要加强旋转装置的精度。

从另一方面来说，我们的技术还远远落后于世界上的先进国家，特别是精密减速装置的研制，因此，我们必须大力发展自己的产品，创造出符合我们国情的工业机器人。

2.3机器人装配精度问题

从理论上来说，如果在生产过程中出现了组装问题，将会对产品的精度造成很大的影响，因此，在设计过程中，必须要根据行业的发展趋势，对产品进行分析，确保产品的科学和合理，从而减少各种误差。

2.4机器人精度保持与末端负载能力

一般来说，大部分的工业机器人在最初的时候，都是精度很高的，但是随着使用的时间越来越长，这些部件就会逐渐的磨损，从而影响到它们的精度，这主要是因为两个原因，一是因为在使用过程中，部件会因为磨损而影响精度，如果长时间的重复操作，那么机器人的位置就会被影响。第二个问题是，随着驱动链条的增大，机械臂的精度偏差常常会增大，在此情形下，机器人的末端操作位置常常与实际需要的位置不符，使其性能不能得到保障。

三、工业机器人中机电一体化的应用

3.1机电一体化应用于各轴电机运动位置检测

从宏观和微观两个方面都可以看出，在生产过程中，必须对机器人的运动精度进行严格的控制，从而确保机器人的旋转轴线。伺服马达是最基本的一种，它可以在马达上安装编码器来监控转动的角度，不过有一点要注意的是，在对马达进行转换的过程中，必须要将转换后的数据传输到驱动程序中，这样就可以确保马达的转动角度与预定的角度一致。

从另一个方面来看，在采用机械技术进行运动精度调整的过程中，需要使用电子技术来纠正和纠正工业机器人的运动轨迹，特别是在出现误差的情况下，需要及时发现问题所在，以确保机器人的工作。

3.2机电一体化技术应用于机器人运动轨迹规划

机器人的运动轨迹是机器人完成任务的基础，其运动轨迹通常会受其工作环境等多种因素的影响，而其运动轨迹则是固定的、稳定的，需要严格遵循一定的程序。在此基础上，根据工业机器人的运动特性，确定了机器人的运动轨迹，通过电子控制系统的精确命令，确定了目标，并根据不同的运动状态，对机器人的运动进行了详细的分析。

另外，在机器人的轨迹规划中，必须以驱动器为主要支撑，并根据运动的规律，对其进行控制，以确保机器人的各个轴线同步，从而达到预定的轨道。需要指出的是，机器人的动作状况必须与机器人的动作设定目标相一致，以保证其准确性。

3.3机电一体化技术应用于机器人核心部件测量

从本质上来说，工业机械属于高精度设备，它的运转与减速系统息息相关。为了从根源上提高它的稳定性和安全性，必须要对它进行动态测试，将它的机械和电子技术结合起来，就可以对各种仪器进行检查，例如手部的减速器，以及对机械臂的振动进行分析。例如，如果在结构上，轴节的振动不能满足设计的需要，而采用了机电集成技术，就会引起系统的颤抖，需要专业的工程师来进行分析和解决，从而达到稳定的目的。

3.4机电一体化技术应用于机器人工业环境控制

为了确保机器人的工作效率，必须对其周边的情况进行研究。在这个过程中，机器人的工作条件非常复杂，需要合适的温度，合适的湿度，合适的电磁波，如果不合适的话，很可能会受到来自于不同的信号源的干扰，所以必须要加大对机器人的电子设备的使用，例如PLC，进行远程的监控，从而达到自动控制的目的。

3.5机电一体化技术应用于智能制造

在智能开发过程中，需要将机械、信息技术等多种专业的技术结合起来，从而实现对工业机器人的应用。比如，工业机器人的机械臂，就像是仿造了人的胳膊一样，不过由于缺少了柔性，必须要有精密的电子设备才行。而且，在将电子技术和传感器技术相融合的情况下，还可以将电子信息技术和传感器技术相融合，从而提高企业的生产速度和产品的品质。

四、PLC控制下工业机器人的系统设计

PLC技术是目前比较流行的一种技术，它可以作为一个中央控制的控制系统来达到工业机器人的智能化。

4.1硬件设施

在PLC的应用中，中央控制器采用的主要部件不但具有较大的计算能力，还具有较高的运算能力和较高的运算能力。因此，基于PLC技术的工业机器人，必须对其进行硬件结构的优化，以改善其总体性能。

4.2软件程序

在工业机器人的设计中，设计软件是最重要的，就像是人类的大脑一样。在软件设计中，根据工业机器人的特性和产品需求，从多个方面进行软件编程。比如标签应该放在什么地方，标签要贴什么，在制造完后，如何使用无人搬运机器人，如何进行自动定位，如何使用轻量化技术等等，这些都需要软件来完成。

五、机电一体化技术在工业机器人中的未来发展趋势

在不久的将来，机械和电子技术将会被完全的应用到工业机器人的身上，通过这种技术，可以增强企业的生产感知能力，从而达到对工业机器人进行实时监测的能力。另外，通过机电一体化技术，技术人员能够突破感知、图像处理等诸多问题，从而达到解决企业实际问题的目的。智能化是未来发展的必然趋势，随着机电一体化的应用，工业机器人的智能化程度将不断提高，并形成符合要求的逻辑体系，从而达到精确的工业生产目的。

六、结语

总之，机械加工技术作为一种新型的机械设备，在一定程度上使传统的机械制造方式发生了变化，从而使其具有更大的经济效益和更大的灵活性。在今后的发展过程中，研究机构必须加大研发的力量，将机械与机械结合起来，以促进工业机器人的发展。

参考文献

[1]马宏宾,武玫.智能时代下的工业机器人[J].自动化博览.2019(09)

[2]李惠强.机电一体化技术应用及发展趋势探析[J].现代制造技术与装备.2018(11)

[3]李雪峰,逯文祥,胡清华.浅谈机电一体化技术及应用研究[J].中国金属通报.2018(07)

朱继凯，男，汉族，湖北襄阳，教师，本科，襄阳技师学院，机电一体化和工业机器人方向。

王玉，女，汉族，贵州金沙，教师，本科，襄阳技师学院，计算机与应用方向。