摘要：在工业领域内，机器人控制相对简单，若运动控制精度较高，则需要通过硬软件的协调配合，来对控制系统进行优化，通过闭环控制系统的构建，来更好的提升机器人运动精准度，为工业领域提供可靠支持。在把握工业领域对于机器人应用要求的基础上，探讨机电一体化技术在机器人领域中的应用，具有一定现实意义。
关键词：机电一体化技术；工业机器人；应用
1机电一体化的发展状况
机电一体化发展的第一阶段是在上世纪60年代以前，在这个时期，人们会利用电子技术来改善机械产品的一部分性能。在第二次世界大战时期，为了升级军事装备，战争刺激了电子技术的发展，为了使其能够完善机械产品的性能。在没有战争的时代，这一技术就转为民用了，在当时可以促进当时已经萧条的经济快速恢复，但是技术还不够成熟，没有办法深入发展，就无法大力推广。机电一体化发展的第二阶段是在上世纪70~80年代，在这个时期，计算机技术、通信技术以及控制技术发展到了一定的基础，大规模和超大规模集成电路也得到了迅速地发展，这些技术都为机电一体化技术的发展提供重要的物质技术的基础。机电一体化技术这这个时期开始得到认可，也得到了很多国家的关注和支持。机电一体化发展的第三阶段是在上世纪90年代后期，这个时候机电一体化技术开始向智能化的方向发展，进入了一个新的发展阶段，是一个深入发展的时期。这个时期，通信技术、光学，细微加工技术都开始在机电一体化技术中有所应用，对于机电一体化的建模集成以及分析的方法都有了一定的研究。在这个时候机器学习、深度学习以及光纤技术等领域的研究也取得了一定的成果，也为机电一体化技术的发展提供了一定的基础，促进机电一体化体系的完整建立。中国开始这方面的研究是在上世纪80年代，将研究机电一体化的技术列为“863计划”中。当时研究这个技术的有各高校、研究所以及很多的企业，这一技术的研究取得了一定的成果，但是与一些发达国家比仍然存在一定的差距。
2工业领域对机器人的应用要求
2.1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，相对于大型机械制造设备而言，其设计精度要求较高，对机器人中各个零件精度要求较高，由于机器人在工业领域中的应用较为精密，因此为了保证最终的运动精度，在机器人各个机械部件的制造加工过程中对其精度有较高的要求，否则无法满足机器人运动精度的要求。在工业机器人的核心零部件(电机、机械臂)的加工过程中由于零件的精度没有达到设计要求，在机器人长期运动工作过程中，影响机器人的运动精度定位，由此导致机器人末端运动位置与要求位置出现较大的偏差，严重影响机器人的正常使用。
2.2传动系统精度
在工业生产领域，六轴旋转机器人以及直线运动机器人的应用都比较常见，六轴旋转机器人的原理在于，六轴皆处于旋转运动状态，而直线运动机器人的各轴则处于直线运动状态，一般在上下料设备中得到应用。在工业领域内，机器人运动精度控制直接关系着工业生产效率，在当前技术条件下，减速器的精度存在一定局限，无法达到高精度水平，在以日本RV减速器和行星齿轮减速器为支持的情况下，国内机器人的减速器得以设置，但在串联状态下，机器人末端运动位置精度往往会受到传动精度的影响，一旦运动误差出现，极易加剧传动链推移，甚至会对机器人末端位置控制精确度产生影响。
2.3机器人装配精度
工业机器人的装配精度直接影响机器人末端位置的精度，由于工业机器人设计之初各个零件的装配精度设计不合理，导致在机器人使用过程中传动链各级的运动关系异常，在工业机器人动力传递的过程中丧失了各轴的运动精度和末端执行件的位置精度，无法保证机器人达到要求的位置精度，影响了生产加工的质量。
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3机电一体化技术的应用
3.1各轴电机运动位置检测
在机器人各轴的电机与气缸安装之初，电机与气缸的运动精度都经过严格的检测与校准，例如电机一般都是采用伺服电机，且各个电机上安装编码器用于检测电机旋转的角度，通过编码器的反馈数据接入电机的伺服驱动器中控制电机旋转的角度，使电机的实际旋转角度与目标角度一致，保证电机端动力源的运动精度。同样，做直线运动的气缸机械臂的伸出与退回的距离经过限位挡块的校正同样可以保证各个气缸运动量的精确性，由此保证机器人末端位置的运动精度。
3.2机器人核心部件检测
对于机器人来说，各轴关节臂主要通过核心部件来实现减速，这就对于机器人核心部件性能提出了较高的要求，在应用机电一体化技术时，要做好核心部件检测工作，将振动传感器规范安装于机器人各轴减速器位置，这就能够对相关部位振动情况进行全面且精准的检测。
依据所获得的检测数据来对机器人运动情况进行分析和判断，以便合理调整令机器人保持平稳运动。就减速器位置实际振动情况来看，当传感器快速振动且幅度较大的情况下，则可以判定减速器运行的稳定性不足，甚至出现异常状况，这就有必要检查减速器位置，并做好相关维护工作，将减速器振动所造成的不利影响控制在最小范围内，通过机电一体化技术应用价值的发挥，切实加强机器人运动控制，保证其末端位置运动的精准度与可靠性。
3.3机器人运动轨迹规划
机器人的运动轨迹通常是根据实际的生产需求规划的，机器人的运动轨迹规划通常在以工控机为上位机的计算机上进行的，将各个目标位置处末端目标的位置和方向输入工控机中，根据机器人运动学的逆解，将工业机器人各个轴的运动量求解出来，并通过驱动器下发至各个轴的驱动电机，是机器人各轴同时运动，保证机器人的末端位置和方向达到目标的运动位置和方向，实现机器人对生产加工的要求。
3.4机器人工作环境管理
工业机器人属于高精密的加工设备，机器人对其周围环境的温度、湿度等都有极高的要求。在工业机器人的维护和管理工作中，需根据机器人的性能控制设备周围的环境，根据机器人的运行情况和生产加工的要求，将工业机器人安装在温度适中、空气湿度适中的位置，尽量避免工业机器人由于周围环境导致的末端控制精度降低。
4机电一体化技术在工业机器人中的未来发展趋势
未来的工业机器人将会提高工厂生产的感知系统，可以来检测周围的设备的进展状况，检测周围设备是否故障，这个对技术的要求非常高，需要攻克力觉传感器和图像处理等技术难关，需要建立高精度的物理模型以应对生产过程中出现的不确定性。人工智能是现在的热点研究方向，机电一体化技术也将会在机器智能化的方向发展，机电智能化是以逻辑性为运行核心，通过采用不同的思维方式，参照人类的一些行为动作对人工智能进行升级。虽然机电一体化在现实生活中应用不能够保证工业机器人的行为与人类一致，但是也足够应对工业生产。现在使用的数字机床已经拥有了部分智能，对生产起到了帮助，未来需要更加开发其他的智能功能，使生产更接近人类的行为动作。
结论
通过以上研究可知，在工业机器人领域，若想要保证机器人使用的精准度与可靠性，就必须要对机器人控制系统进行优化完善，发挥机电一体化技术的应用价值，以传感器技术为支持，对机器人末端位置精度加以精准控制，从而促进机器人使用功能的最大化发挥，为工业生产提供可靠支持，进一步推进工业进步。
参考文献：
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论文作者:马树平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
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