摘要：社会的进步离不开科技的发展，当下，我国取得了诸多成就，很大的功劳来源于机械生产的普及。智能化和自动化是机械发展的主要方向，相关专家预测，在未来，人类越来越多的工作将会被机器人取代，低创新、高重复流程的工作是最先被取缔的一部分，工业机器人领域的快速发展和机电一体化技术的快速成熟就是这种社会趋势的理论支持，文章对此展开了探究。
关键词：机电一体化；工业机器人；智能化；自动化技术
引言：
机器人由三大部分六个子系统组成，即机械部分、传感部分和控制部分，以及驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。机电一体化技术在机器人系统中有广泛的应用价值。
1基于机电一体化技术的工业机器人现状
在“十二五”发展规划中，我国提出了将工业大国发展为工业强国的核心理念，在发展模式上，逐步转变了传统的粗放式发展模式，向现代集约型环保性的方向发展，在该政策支持下，我国的产业升级步伐明显加快，在学校出现了以工业机器人为代表的一系列的现代专业的开设，而在工厂，工业机器人的应用更广，科技发展更快，这为我国现代化进程提供了强大的动力[1]。
如今，我国在工业机器人领域取得了较好的成绩，在某些关键技术上也实现了突破，但是相比西方的老牌资本主义国家而言，发展历史太短，经验不足导致在发展中还存在很多的不足，比如整体核心技术较为缺乏，在该方面往往受制于人，在某些领域的制造工艺方面的精度不足，无法为现代化的智能化建设提供足够的基础设备支持，比如高精密减速机、高效伺服电动机、智能化控制器等关键部件都比较缺乏[2]。在高速、负载工作环境下的工业机器人优化设计，高精度工业机器人的运动规划和伺服控制，还有工业机器人的三维仿真技术、生产线集成技术和基于工业机器人建立的远程故障技术和修复技术等，还需要足够的经验进行总结改进。由此看来，我国在工业机器人的发展道路上还任重而道远。
2工业领域对机器人的要求
2.1机器人运动精度控制要求
工业领域对机器人运动精度的要求控制比较严格，直接关系工业生产的效率和质量。从目前来看工业领域中，机器人主要应用有六轴旋转机器人和直线运动机器人，前者是六轴即可处于运动状态，而后者主要指直线运动，两种应用在不同的工业领域和工业生产场景中。目前，机器人运动精度控制主要是减速器的精度局限性造成的，虽然近些年我国机器人减速器方面取得了一定的进展，但与工业领域的要求还存在一定的差距，目前国内机器人的减速器基本不用国内量产的RV减速器，而是采用国外RV减速器。这主要是因为国外RV体积小，大传动比，零背隙，超高传动/体积比。减速器是精密机械工业的一个巅峰之作，里面完全由高精度元件组成，齿轮间相互啮合，在材料科学、精密加工装备、加工精度、装配技术、高精度检测技术等领域应用十分广泛，国内RV减速器的技术积累不够，发热量和噪声比较大，存在明显的内部应力，机械寿命偏短，因此目前机器人的减速器以国外进口居多。在实际工作过程中，机器人末端运动位置精度容易受到传动精度的影响，导致精度控制不理想，不能达到工业生产要求，必须需要人工辅助才能完成，制约了工业生产的自动化和智能化发展。
2.2末端位置精度要求
机器人末端位置精度要求比较高，需要保持末端负载能力和装配精度。在实际工作过程中，机器人末端位置精度要求受到的影响因素比较多，容易受到零部件磨损和其他情况的影响，因此在具体实施过程中必须进一步提高机器人零件装配精度设计的要求，传动链各级运动关系的状态直接关系着机器人各项功能的发挥，要优化机器人动力传递性能，保证机器人定位与重复定位的可靠性，通过提高精度设计的方式最大化减少机器人末端存在的误差，确保机器人末端执行位置与目标位置高度相符[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前关节式工业机器人零部件的加工误差及装配、安装的误差，都容易导致机器人在运动中末端的执行精度不如意，因此要做好具体精度研究，调整好位置无误差，同时根据工业实际情况，选择不同的编程方式进行定位，包括定位精度、重复定位精度、轨迹误差、重复轨迹误差等形式。
3基于PLC控制的工业机器人系统设计
PLC技术是指在传统的顺序控制上加入了现代的可编程存储器的设计，作为工业机器人人的核心指挥系统，基于PLC控制技术的工业机器人才会具备一个更加智慧的大脑[4]。在PLC系统的设计选择上，可以从硬件和软件两方面进行关注。
3.1硬件设置
硬件的发展与机电技术的发展水平有着密切的关系，当下的PLC系统的核心控制上，主要采用的核心组件具备这些特点，包括程序容量大（60K）、I/O点数多（4096点），运算处理速度快（0.034μs），存储器可扩展性强（1M），与外部设备通信功能较强（USB接口、RS232接口）等主要特性。
在存储器的选择上，给出的要求一般在240K字节程序存储器以上，在实际的生产中，往往还要做出一定的冗余空间预留，以做好机械的升级准备。在信息选择模块上一般采用HMI实现交流，它基于MC协议进行通信与数据传输，具有很好的执行安全性和执行高效性，操作起来较为方便[5]。
3.2软件程序设计
工业机器人的软件程序设计是其重点，它直接在工业机器人的大脑中收发指令，确定工业机器人的功能实现，而在具体的软件编程中，需要根据工业机器人的职能进行编程设计，以现代化轧钢厂的生产流程来看，它在钢卷刚刚完成生产时需要拆捆机器人对钢卷进行自动拆捆，其软件设计的数据就要包含控制卷边和捆带位置的程序，需要执行卷边和坤带流程的程序，还需要处理废料的程序，在完成样品制作后，就会面临取样检测机器人的检查，它的执行方式就是从取样装置中取样完成质检然后将数据反馈到主系统从而实现流程控制，然后是自动贴标签的机器人，它的执行流程很简单，但是如何确定什么时候该贴标签，贴什么样的标签都需要通过软件编程来实现，最后就是将生产完成的钢卷进行调运时使用的无人调运机器人，它采用自动定位，轻装轻卸的技术最大程度地保证了成品钢卷的存储质量，而该过程的执行需要优秀的程序进行控制，因此掌握数量的软件编程知识，也是进军现代工业机器人领域必不可少的技能之一。
结束语：
工业机器人领域不仅关系我国的基础工业生产，还是我国科技实力水平的体现，发展高端工业机器人，会为我国在国际上争取足够的话语权。在实际的研发过程中，这需要广大的科研工作者的一致努力，充分认识到当下我国在该领域与西方发达国家之间的差距，奋起直追，鼓励创新，发展属于国家自己的核心技术，是实现大国复兴的必经之路。
参考文献：
[1]左培良,梁春光,黄雷.工业机器人的关键技术发展与应用[J].山东工业技术,2019(08):39.
[2]方承武,姚瑶,李向前.基于CiteSpace的国内机器人领域研究热点分析和前沿展望[J].南阳理工学院学报,2019,11(02):7-12.
[3]应文博.机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用研究[J].冶金与材料,2019,39(01):46+48.
[4]付宏伟,臧毅,何连洋,杨久鑫.机电一体化技术的应用及发展趋势探究[J].中外企业家,2019(05):128.
[5]黄健.机电一体化技术在现代工程机械中的应用[J].建材与装饰,2019(04):202-203.
论文作者:张磊
论文发表刊物:《城镇建设》2019年12期
论文发表时间:2019/8/26
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