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摘要：随着科学技术的发展，各种科学技术都在不断应用到工业生产中。机电体化技术就是将机械技术和科学相结合起来运用到工业生产中，它可以帮助提高工业的生产效率，大量的工业机器人的出现改变了传统的流水线的生产方式，解放了大量的人工劳动，也提高了工业生产的产品的质量，机电一体化技术将会是未来的工业生产的发展趋势。本文主要对机电一体化技术进行介绍，以及该技术在工业机器人中的应用，并预测它的发展趋势。
关键词：科学技术；机电一体化；工业机器人
引言
软硬件属于工业机器人的主要构成部分，硬件属于组建工业机器人的硬件结构，软件属于工业机器人的控制系统，属于计算机开发的范畴，涵盖了工业机器人运动控制算法、传感器反馈数据处理算法等诸多内容。在现代化工业生产制造环节，机器人在搬运、焊接、喷涂等环节发挥着不可忽视的作用，由于工业机器人的运动控制具备固化特点，主要采取示教模式，机器人能够依据设定的运动轨迹，进行相应行动，开展重复一致的动作。为此，在工业机器人具体操控环节，具有简单便捷的特点。然而，若相应运动控制对精确度和精密度具有较高要求，则需要利用相应传感器，让机器人控制构成闭环控制系统，切实保障机器人运动轨迹的精确性，有效提升运动的精准性。
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，相较于工业生产过程中其他大型设备的生产而言，工业机器人在设计与制造时必须严格规范内部机械零件。为了使工业机器人能顺利投入生产并完成预先设置的动作流程，各个部件的加工都需要满足设计图的精度要求[1]。一旦机械部件出现问题，机器人就无法进行精准的动作定位，从而导致机器人的运动位置与要求位置出现较大偏差，影响企业的生产效益。
2.2 传动系统精度
在工业生产过程中，投入使用最多的工业机器人一般有两种，一种是六轴旋转机器人，一种是直线运动机器人。由于机器人的有效运动与动力的合理传递是无法分割的，因此在动力传输的过程中，各个传动件的精度都会对机器人的运动精度产生相应的影响。我国的工业机器人生产起步较晚，因此仍在大量使用国外的高精度减速器，以最大程度地减少工业机器人的运动误差。
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2.3 机器人装配精度
装配精度能直接对工业机器人末端位置的精度产生影响。如果在设计机器人时忽视对装配精度的规范，就会直接导致传动链的各级运动关系失常。在动力传输时，如果运动流程出现错误，机器人的运动精度也会受到影响，从而无法达到工业生产的要求。
2.4 机器人精度保持性
在工业机器人最开始投入使用时，技术人员所设置的定位精度较高。在长时间的使用过程中，工业机器人的运动精度会随之降低，这与机器人的精度保持性息息相关。工业机器人在生产过程中会长时间从事同一生产运动，久而久之，其机械部件就会出现相应的消耗与磨损，进而导致最终的末端执行位置不符合预期设定，从而影响企业生产效率。
3 机电一体化技术在机器人领域中的应用
3.1运动位置检测中的应用
工业技术一体化的发展进程中，机电一体化技术在机器人领域的应用逐渐深入，由此产生的效果也越来越明显，加强技术管理推动技术发展，能够使其应用效果逐渐优化。机器人的各轴处于运动状态当中时，电机与气缸的安装和调试过程中，需要对相关运动的精度作出严格要求。同时，在正式进行安装和调试中，需要进行精准校对，并提出切实可行的严格检测方案。利用机电一体化技术，确保运动的精度能够达到机器人的实际工作要求。比如，在进行检测中，采用电机设备均为伺服电机设备。通过编码器的反馈数据，可以完成电机接入，并对电机的旋转角度进行调整。对于电机来说，伺服电机是一种比较常见的形式，在实际的运动中，如果需要电机始终处于最佳的运动状态，则需要利用相关的编码器，完成旋转角度的检测工作。根据获取到的反馈数据，完成电机角度的调整。
3.2工作环境管理中的应用
在现代化工业生产与制造领域中，工业机器人是一项高精密的加工设备。机器人在实际的工作中，对于周围环境的温度和湿度都有着极高的要求。在实际的工作中，机器人管理与维护状态下，要根据机器人的性能，控制设备周围的环境。根据机器人的安装运行与生产加工要求，将工业机器人安装在温度和湿度都比较适宜的环境下。使用机电一体化技术，能够对环境进行一体化管理，避免工业机器人在生产制造中，因为周围环境而产生的末端控制精度降低等问题。
3.3在机器人关键零部件检测的应用
安装在各轴关节臂的减速器属于工业机器人的关键部件，通过将振动传感器安装在机器人各轴的减速器上，能够对减速器所在区域的振动数据进行有效采集，以此为基础分析机器人是否能够平稳运行。经过检查，如果安装在减速器上的传感器反映振动频率偏高、振幅过大，则表示减速器在具体运行中出现问题。针对这一问题，需要对减速器所处位置开展科学有效的检查和维护，切实保障各个减速器的运行质量及性能，避免由于减速器振动问题，使得机器人末端位置的精准度及有效性产生负面影响。
3.4在机器人运动轨迹上的规划在设定工业机器人
运动轨迹时，需要以实际生产要求为基础，依据工控机为上位机的计算机开展运动轨迹规划工作，将各个目标位置处的终端目标的相应位置及方向准确录入到工控机内，并以机器人运动学为指导，全面系统的分析工业机器人在各个轴的运动量，并利用驱动器，将其进一步细分到各个轴的驱动电机，让机器人各轴实现协同运动，切实保障工业机器人的末端位置及方向实现相应目标，让工业机器人可以实现生产加工的目标。
结论
我国的科学技术在迅速地发展，也刺激了我国经济的发展，很多领域已经处在领先的位置，工业生产也迫切的需要升级改造，工业机器人的出现促使了工业生产的改革。如今机电一体化在很多领域都成功的应用到了，与我们的生活息息相关。工业机器人将会是未来生产的发展趋势，也一定要重视机电一体化在工业机器人中的应用，我们可以想象到未来将会到来的全面智能化的生产时代，拥有好的产品和服务，将会带来更好的经济效益。
参考文献
[1]郭润梅.机电一体化技术在机器人领域中的应用研究[J].世界有色金属，2018（24）：121+124.
[2]汤剑华，何祚勇，赵胜利，等.智能控制技术在机电一体化系统中的应用[J].南方农机，2018，49（19）：169.
[3]王晓平.机电一体化技术在机器人领域中的应用[J].电子技术与软件工程，2018（14）：88.
论文作者:古海亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/26
标签：机器人论文; 工业论文; 机电一体化论文; 技术论文; 精度论文; 工业生产论文; 减速器论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;