齐明阳
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摘要：近年来，我国现代工业得到了进一步发展，工业机器人在工业领域得到了广泛的应用，在焊接、搬运、喷涂等方面发挥着重要作用，有效减少了手工劳动，提高了工作效率。本文分析了机电一体化技术在工业机器人领域的应用，以促进工业机器人领域的发展。
关键词：工业机器人; 机电; 一体化; 应用; 分析
软件以及硬件属于工业机器人的主要组成部分，硬件属于工业机器人的硬件结构，软件属于工业机器人的控制系统，制造业机器人的运动控制算法，传感器反馈。它属于计算机技术技术开发种类，涵盖数据处理算法以及许多其他内容。在现代工业生产以及制造过程中，机器人在妥善处理、接头以及喷涂等环节中起着不可忽视的作用。由于纺织业机器人的运动控制具有固化的特性，因此主要采用教学方法。机器人可以依据设置的运动轨迹执行相应的手势。因而，用作制造业机器人的某个控制链接不仅简单也方便。然而，倘若相应运动控制的精确度及对于精确度的要求非常低，亦应当选用相应的传感来促使机器人控制闭环控制系统。能有效地保障机器人的运动轨迹的精确性，提升运动的精确性。
1机电一体化技术的运用价值
依托机电一体化技术设备设计及制造的制造业机器人可以在公司的生产过程中提供更大的资源优势。与传统式的人类职工相比，机器人职工管理系统愈加智能及标准化。企业管理者可以根据电力企业生产的实际需求来控制工作时间，生产环境以及其他因素，进而打破了许多人工限制。此外，通过有效地使用电子技术，工业机器人可以自主检测公司各种生产过程中的故障，收集，分类和妥善处理系统中的信息内容及智能生产过程。还可以实现各种管理。此种制造业操作形式是对于传统式工业生产的重大摧毁。
2工业机器人的整体设计方案及要点
基于现代机电一体化发展的工业机器人依赖于实际的生产需求建设, 它本身可以实现快速测试, 在投入使用后可进行快速生产, 工业机器人的应用模式决定了它将成为一种发展最快的机电一体化智能技术, 在这种大趋势下, 遵循已有的设计方案进行流程设计可以较好地完成技术的实现和更新。
2.1 设计前的基础技术支持研究
依赖于机电一体化发展的工业机器人是一门复杂的综合性学科, 在进行设计时, 往往需要对相关的底层技术进行研究, 确保工业机器人项目实现的可行性, 通过对于底层技术的研究, 可以很好地确定工业机器人的研究成本、技术走向以及能发挥的极限作用, 在基础技术上主要如下:1) 工业机器人的感知和传感技术。要实现机器人的基础功能, 必须要有感知和传感技术作为基础支撑, 它实现两个基础功能, 一是能接受指令, 对外界做出反应, 二是能解析指令, 调动自身展开行动, 这两项功能直接决定了机器人的智能性和结构的复杂性。在可预见的将来, 高科技的工业机器人不但能参与高效生产, 还能进行流程的管理和控制, 在发展到更高端层次时, 还能对自我行为进行复核和改良, 以减少生产中的不确定性, 在植入了感知和传感技术后, 工业机器人才能被称为真正的工业机器人。2) 工业机器人的人机交互技术。以人类意识对机器人进行主导, 参与机器人的执行决策, 才能让工业机器人按照人类的需求方向进行生产建设, 这就需要建立人与机器人交互的窗口, 也就是交互技术的实现。在最基础的工业机器人的交互技术建设中, 其交互方式可能仅仅是通过键盘输入一些简单的指令, 如今, 该交互逐渐开始向语音及交互的高级交互方式发展, 再到后来, 可能发展为通过人的表情、体温变化等方式就能实现交互, 在数据传输上, 也可以使用更加高级的全浸入式图形化环境、三维全息环境建模、真实三维虚拟现实装置进行多方位的高效数据传输。交互方式的建立, 是为了实现人机的协调性, 保证机器能发挥预定的价值, 这是人机交互技术的关键所在。3) 工业机器人的自主导航技术。用于工业生产的工业机器人在传统的模式下最开始可能只是一个固定的机械臂, 但是在工业机器人的发展阶段中, 这样的定点模式必然会被逐渐取缔, 而确定机器人怎么去某个位置, 这又需要自主导航技术, 当下, 平面自主导航技术的基本应用已经实现, 但是在未来, 发展三维导航, 优化导航路径, 对错误路径进行避让和重新规划都是需要研发的内容, 该技术的实现对于工厂内部的工业机器人的执行生产能力都有重要的引导作用, 它将会成为未来工业机器人发展的核心技术之一。
2.2 工业机器人整体设计
在完成基础技术可行性的研究后, 第一步设计就是工业机器人的整体结构设计, 一般来说, 工业机器人的整体系统设计分为执行系统、驱动系统、控制系统等几部分主要系统模块, 而每一个系统都负责特定的功能, 在整体设计的过程中, 就要对大方向进行规划, 比如执行系统的指令执行方式的选择, 动力系统的驱动模式的选择, 控制系统的软件编程功能的思想, 而且该过程不仅要关注各个系统本身的功能实现, 还要关注系统之间的指令传播和协调关系, 保证各个系统能在特定的环境下通过指令配合完成特定的生产功能。
2.3 设计数据分析
工业机器人是一门尖端的学科, 在过程实现中必然涉及到不小的资金投入, 在企业方面, 认真规划其价值和成本问题是保证企业可持续发展的重要前提。在设计上, 需要根据需求进行详细的数据分析, 其中首要的就是分析工业机器人的实现价值, 估算工业机器人投入使用后是否能切实帮助企业实现生产效率的提升, 如果其成本还在人工成本之上, 那么这样的设计就失去了设计的意义, 它不符合以机械取代人类实现高效发展的理念, 然后才是在该基础上进行详细的设计数据的分析, 比如要生产的机器人的数量, 机器人的体型大小、内部功率、关节数设计、布局的实现方式等, 这些数据都是数据分析中要进行重点探讨的内容。
2.4 伺服控制系统
伺服控制系统是工业机器人设计的重点部分, 它的主要功能是将人为输入的信号指令通过伺服控制系统转化为机械的位移、转角和速度等相关信息, 而通过闭环控制系统的设计能更好地感受电流型号的大小、强弱, 从而实现更小的误差设计, 但采用开环设计的伺服控制系统就没有这样的功能, 通过伺服控制系统的设计和优化, 可以让工业机器人反应更快, 执行更迅速更有效的功能, 所以也就显得更加敏捷高效。
3机电一体化技术在工业机器人中的运用
3.1 适用于各轴的电动位置检测链接
在制造业机器人的每个主轴上执行电气/液压缸安装工作之后，有必要彻底检查电动机和液压缸的运动精度，并进行全面而详细的校准工作。当前使用的电动机主要是伺服电动机。相应的编码器电力设备有效地检查了电气旋转角，并利用编码器收集到的数据信息有效地控制了电动机的旋转角，确保了电动机的实际旋转角是实用的。
3.2 在机器人关键零部件检测的运用
安装在各个主轴膝关节臂上的减速器是制造业机器人的重要组成部分。通过在机器人的各个主轴的减速器上加装振动传感，可以有效地搜集减速器所处区域间的振动数据，而是据此对于机器人展开剖析。检查之后，倘若加装在减速器上的传感反映出对振动频率太低且幅值太低，亦表明减速器在某个操作上存有难题。
3.3 在机器人运动轨迹上的规划
在设置工业机器人的运动轨迹时，基于工业计算机（即上位计算机的计算机），基于实际生产要求来规划运动轨迹，并在每个目标位置上确定最终目标的相应位置和方向。基于机器人的运动学，对系统工业机器人在每个轴上的运动量进行了全面，系统的分析，并使用驱动器将机器人进一步细分为每个轴的驱动电机，以便机器人可以执行每个轴。
3.4 智能制造
制造业机器人可以在信息管理系统中传送操作命令，而根据系统的预设程序完成操作，以提高生产管理水平。在智能制造业机器人的研发过程中，工程师对于机械设备，计算机技术，电子学等等领域具备全面的知晓，进而促使机器人的实际应用能够迎合预期的要求。机械设备手指是机体手指的模拟，应该加入精密的机电技术设备才能完成手势过程。衔接到机械设备臂的传感必须具备非常低的触觉能力，以便尽可能趋近与人手相同的功能。
4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
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