| 标题 | 论述机电一体化技术在工业机器人中的应用 |
| 范文 | 南博 【摘 ?要】随着我国智能制造业的发展，工业机器人在我国工业领域得到广泛的应用，有效地带动了我国机械制造行业的发展。机电一体化技术是工业机器人的核心技术，工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备。随着智能技术的不断发展，社会对工业机器人技术的要求更高。因此，论文结合多年实践调查，以论述机电一体化技术作为切入点，阐述现代工业发展对工业机器人的应用要求，最后提出机电一体化技术在工业机器人中的具体应用，以此推动工业机器人技术的发展。 【Abstract】With the development of intelligent manufacturing industry in China， industrial robot has been widely used in China's industrial field， which effectively drives the development of China's machinery manufacturing industry. Mechatronics technology is the core technology of industrial robot， and industrial robot is the most typical mechatronics digital equipment. With the continuous development of intelligent technology， the society has higher requirements for industrial robot technology. Therefore， combined with many years of practical investigation， this takes the discussion of mechatronics technology as the starting point， expounds the application requirements of modern industrial development for industrial robot， and finally proposes the specific application of mechatronics technology in industrial robot， so as to promote the development of industrial robot technology. 【关键词】机电一体化技术;工业机器人;智能制造;应用 【Keywords】mechatronics technology; industrial robot; intelligent manufacturing; application 【中图分类号】TH-39;TP242.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文献标志码】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章编号】1673-1069（2020）07-0190-02 1 引言 随着我国大数据技术的不断发展，尤其是智能制造战略的实施，工业机器人已经成为现代机械制造业的重要工具，成为衡量国际科技水平的重要标志。例如，2019年人力资源部颁布的新职业就明确提出工业机器人系统操作员和工业机器人系统运维员两大新的职业，可见工业机器人成为社会未来发展的重要方向。机电一体化是现代工業生产的主要动力，随着智能化技术的发展，机电一体化技术在社会各个领域得到广泛的应用。工业机器人作为最典型的机电一体化技术的生产装备，其已经完全地融入了社会制造加工的各个行业。因此，本文结合实践调查，介绍了机电一体化技术在工业机器人中的具体应用，以期推动机器人机电一体化技术发展。 2 机电一体化技术的概述 机电一体化技术顾名思义就是实现了电子技术、机械技术、信息技术以及控制技术等多种高新技术的整合，机电一体化是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成并发展起来的一门新兴的综合性技术学科，并正日益得到普遍重视和广泛应用，已成为现代工业化生产和经济发展中不可或缺的一项高新技术。在一个完整的机电一体化系统中主要包括结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素以及智能组成要素。随着我国智能技术的发展，机电一体化技术呈现网络化、智能化以及虚拟化的发展趋势发展。实践证明，随着我国机械制造技术发展以及我国国际地位提升，机电一体化技术在工业制造领域的应用价值将会越来越突出。 机电一体化技术的发展直接带动我国工业机器人的发展，工业机器人是机电一体化技术典型装备，其基本功能就是提供作业生产的必须动力，基本工作原理就是通过操作机上各运动构件的运动，自动地实现手部作业的动作功能及技术要求。 3 现代工业发展对工业机器人应用的要求 工业机器人是一种集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等跨学科先进技术于一体的高端制造业中重要的智能装备。从零部件的组成来看，工业机器人主要由机械本体、伺服系统、减速器和控制器四部分组成。其中，机械本体属于传统“机械”的范围，而控制系统属于传统“电气”的领域。因此，工业机器人具有机械和电气的双重属性。根据调查，随着工业制造领域的发展，工业制造生产对工业机器人应用提出更高的要求： ①机器人运动控制精度的要求。随着我国工业制造技术的发展，尤其是高端智能技术的发展，传统的粗放式工业加工生产模式已经不再满足我国工业制造领域的发展要求。精细化生产成为智能工业制造的必经之路，工业制造的精细化要求工业机器人要达到运动控制的精准化操作。例如，在现代数控机床加工中需要对各种加工零部件进行精细化的加工处理，如果出现丝毫失误都会影响机械加工产品的质量，因此，面对日益精密的机械制造要求，对工业机器人的运动控制精度提出了更高的要求，要求工业机器人严格按照设计运动轨迹操作，不能出现任何细微的失误。当前，对于机器人运动精度的控制主要是通过RV减速器完成，但是由于国内生产的RV减速器存在寿命短、发热量大等缺陷，所以一般以国外进口居多。②传动系统的精准度要求。目前，工业机器人主要是通过运动系统完成作业，我国工业机器人主要是以六轴旋转机器人和直线运动机器人为主，但是无论哪种机器人都是以运动传递为主的，而动力传递系统的稳定性对末端运动精准度有着直接的影响，如当机器人动力系统出现不稳定就会导致末端运动的精准度降低，导致物品传递不到位。因此，工业智能化技术的发展对传动系统的精准度要求越来越严格，在今后的机器人研发中需要关注传动系统的精准度问题。③机器人装配精度的要求。装配是工业机器人完成作业的关键步骤，如果在装配环节出现问题不仅会对末端的精准度造成严重影响，而且还容易发生安全事故。装配环节的问题主要是没有充分考虑到工业机器人机电零部件之间的性能。因此，一方面要严格控制机器人机电设备的零部件加工设计;另一方面要强化对末端负载能力的把控，保证其始终于恒定的力量进行运动。 4 机电一体化技术在工业机器人中的具体应用 面对工业领域对工业机器人的新要求，优化机电一体化技术在工业机器人中的应用具有重要意义。结合调查，机电一体化技术在工业机器人中的应用主要体现在以下方面： ①检测机器人各轴电机位置。工业机器人安装操作有着严格的要求，尤其是在工业机器人安装的过程中需要按照设计的要求精细化安装，不能有丝毫偏差。例如，在工业机器人电机安装前已经做出了精细化的参数设定，因此，需要按照设计的参数进行校对，确保各轴安装后能够符合工业机器人设计的要求。电机是工业机器人动力的主要来源，为了保证工业机器人的性能发挥到最大，需要在安装后对电机性能进行检测。机电一体化技术是电机安装位置检测的重要技术，通过利用机电一体化技术可以准确地对电机安装位置进行检测。以对伺服电机反馈轴的安装位置检测为例，其主要是通过同心安装的编码器实现的，如果编码器是1024或者2500线的增量型编码器，那么电机一圈就是4096或者10000个脉，可以通过通讯或者直接看驱动器的编码器外置反馈参数，看是多少脉冲，当然此方法需要把起始位置的脉冲计数清零，或者记录数据。②机器人运动轨迹规划。机器人运动轨迹是机器人完成作业的基础，受工作环境的影响，工业机器人运动轨迹比较固定，需要机器人按照系统设计的程序进行运动。实现对工业机器人运动轨迹控制的核心技术就是机电一体化技术。首先机电控制技术结合机器人运动工况特点，结合工作情况对机器人运动轨迹进行目标位置的确定;然后输入指令设定目标，观察各轴运动状态，并且分析机器人运动量。机器人运动轨迹规划过程中必须以驱动器为支持，结合机器人的运动原理对驱动电机发出指令，保持机器人各轴的同步性，确保行为轨迹符合预期，运动状态良好。机器人运动状态应符合机器人运动设定的目标，以此加强工业机器人运动精度控制和运动可靠性。③机器人核心部件测量。工业机器人属于精密装备，换而言之，工业机器人是由各种轴关节的减速器组成的，因此，为了保证工业机器人的稳定性，需要实时监测机器人的運动稳定性。机电一体化技术则是对各轴关节减速器运行状态监测的核心技术，通过利用在线监测技术可以根据轴关节的振动频率判断其运动状态，例如，轴关节的振动频率与设计参数不符时，系统就会发出警告，以此及时发现问题、修改问题，从而保证工业机器人运动的稳定性。④在机器人工作环境控制中的应用。工业机器人作业过程对周围环境要求比较高，例如，工业机器人对于工作环境的要求不仅体现在温度要适中、湿度要合理，而且还对周围的电磁信号有着严格的要求，避免出现信号干扰而影响工业机器人的运动轨迹等。机电一体化技术则可以通过PLC等实现对工业机器人工作环境的控制。以工作温度为例，通过PLC可以对工作环境的温度进行自动化控制，防止出现温度过高而导致机器人智能操作失误的现象。 5 结语 总之，机电一体化技术在工业机器人领域的应用有效提升了机器人的精度和可靠性，优化了机器人的控制系统，而且实现了机器人的精准控制，特别是末端位置的精准控制，最大限度地发挥了机器人的使用功能，推动了工业生产的发展和进步，提高了工业生产的效率。 【参考文献】 【1】关林林，陈岗.智能制造中机电一体化技术的应用分析[J].内燃机与配件，2019（16）：251-252. 【2】李晓鹿.基于PLC控制的工业机器人系统研究[J].中小企业管理与科技，2018（34）：130-131. 【3】胡江川.关于智能制造中机电一体化技术的应用[J].价值工程，2020（1）：267-268. 【4】陆琦.机电一体化在工业机器人中的应用分析[J].湖北农机化，2020（06）：68. |
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