孟祚
北京北投智慧城市科技有限公司 北京市 101101
摘要：21世纪以来，随着时代的不断发展，自迈入21世纪以来，随着大数据技术的应用，工业机器人已经成为机械制造行业中最主要的工具，甚至一度成为国际科技水平的关键载体。由人力资源部于2019年发布的新职业，最受关注的是工业机器人的系统操作工，以及系统操作工，可见工业机器人已成为新世纪的主流。机电一体化技术应用于工业机器人是现代工业生产的源泉和动力，它既满足了新常态下的基本要求，又促进了机器人机电一体化技术的创新发展，因此，开展这方面的研究具有重大的现实意义。
主题词：机电一体化；工业机器人；应用。
1机电一体化技术概况
在理论分析方面，机电一体化所涉及的内容较多，如电子技术、机械技术等，是所有专业的综合。机电一体化是一门新兴的综合技术学科，它由微电子技术逐步渗透到机械工业，是现代工业化生产中的一项关键技术。机械电子系统集成中涉及到的因素很多，如结构因素、劳动要素、知觉因素等。从实践来看，随着我国机械制造业的迅速发展，机电一体化的作用越来越明显，可以进一步推动工业机器人的发展，同时也可以为当前的机械生产提供帮助，从而满足新时代对现代机械制造的许多要求。
2.机电一体化的特征
2.1可进行实时监视和探测
将机电一体化技术有效地应用于企业的实际生产活动中，将极大地改变企业的发展模式和精神面貌，其最大的原因是机电一体化技术本身的优点和特点，最重要的一点是，该技术能够实时地监测到生产活动中的每个环节。例如玻璃制造企业，玻璃的生产是一项非常复杂的活动，所需原料很多，所用的生产设备也很多，这要求有很高的生产技术，在生产时，不仅要注意玻璃的生产效率和质量，而且要严格监控仪器的质量，避免生产事故的发生。机电一体化技术能很好地解决上述问题，机电一体化技术能严格监控生产设备的运行状况，并对产品质量进行监控，不仅能控制企业的生产成本，而且能保证产品质量，进而提高企业的经济效益。
2.2改善机器生产的作业质量
我们来看看玻璃的生产过程。玻璃窑是制造玻璃制品的主要设备。玻璃窑的运行质量直接影响到企业的整体生产状况，一旦这个环节出现问题，整个生产活动就会停止，给企业造成难以估计的经济损失，进而影响到基层生产人员的人身安全。将机电一体化技术应用于玻璃窑炉等生产环节，可大大降低这些问题，在实际生产过程中，可采用机电一体化技术进行设备安装，工作人员可通过机电设备实施监测生产设备运行状况，及时发现安全隐患，并及时加以解决。除人工监控外，机电一体化技术也能及时报警，并能及时纠正生产人员的作业过程和行为。采用机电一体化技术可以最大程度地保证生产参数的准确，进而大大提高企业的生产效率，如果玻璃窑炉的温度不能满足生产要求，则该技术会提醒操作人员可根据提示进行调整，从而保证企业的生产效率。
2.3推动工业节能减排
当企业进行生产时，节能减排始终是不变的发展目标，很多发达国家都有一段牺牲环境换取经济发展的历史，我国为了不重蹈覆辙，明确规定了社会发展也要注重对环境的保护，提倡环保和绿色生产，如果企业没有严格遵守这一规定，就会受到舆论的打击，重者将受到行政处罚，生产活动节能减排是社会公约，是每个人都应该遵守的，玻璃生产制造过程中，会产生大量有害气体，如二氧化硫和氮氧化物，如果不及时处理，而是任由气体排放，将会严重影响地区环境，例如酸雨。采用机电一体化技术，可以有效地处理二氧化硫和氮氧化物，进而达到再利用的目的，这样不仅能保护环境，而且能促进社会的发展。
3.新型工业机器人的应用与需求分析
3.1机械零件精确度
当前，大多数机械制造企业采用的工业机器人都属于小型精密型机器人，在这种背景下，对机械零件的制造提出了更高的要求，使得机器人在向精密化方向发展。与此同时，只有遵循工业机器人生产操作的基本要求，保证零件的精度，才能有效地提高工业机器人的运动精度。此外，如果电机、机械手等一系列部件的精度与设计不相符，就会导致机器人的末端运动位置与实际要求发生偏差，严重影响机器人的使用。
3.2旋转系统精度要求
在目前阶段，工业机器人的应用涉及到六轴旋转机器人和直线运动机器人，对于六轴旋转机器人来说，以六轴运动为主，属于旋转运动的范畴，而直线运动的机器人主要用于上、下料机。动力传递作为机器人运动的重要组成部分，对末端操作精度有很大的影响，一般情况下，当电机通过各种轴的驱动后，电机将被送到末端，如果其中某个传动件的精度不符合基本的要求，那么机器人的末端运动都将受到影响，因此要积极提高转动系统的精度。此外，与发达国家相比，我国在机器人制造技术方面还存在一定的不足，特别是不能自主研发高精度减速器，因此，在今后的发展过程中，需要加大开发力度，积极探索，以打造适合我国工业领域应用的工业机器人。
3.3机器人的装配精度
从严格意义上分析，如果在生产过程中工业机器人存在装配问题，将对最终产品的精度产生一定的影响，在设计工业机器人时应紧随时代的步伐，遵循基本要求和原则，对零部件的装配进行分析，确保设计的科学性和合理性，避免各种偏差现象的发生。
3.4机器人的末端负载能力和精度
一般来说，在初始阶段，大多数工业机器人的精度性能相对较好，但随着使用时间的不断增长，其零件经常出现磨损，如此一来，无法保证精度的有效性，因此产生了这样的情况，包括两点：一是在使用过程中，零件出现了磨损，无法保证精度的性能，假如长期重复操作，机器人的定位精度将受到一定的干扰；二是机器人的精度误差常常随着传动链的增大而增大，这样的情况下末端工作位置往往与实际需求位置不一致，无法保证性能。
机电一体化在4工业机器人中的应用
4.1机电一体化在各类轴电机运动位置检测中的应用
不管是宏观还是微观分析，都可以清楚地看出，在工业机器人制造过程中，都必须严格控制运动精度，才能从根本上保证其转动轴。其中伺服电动机是最基本的一种，它可以把编码器安装在马达上以监控转动的角度，但需要注意的是，当利用编码器来翻译马达中的资料时，必须及时将转换后的资料传给执行机构，这样才能从根本上保证马达转动的角度符合规定的角度。
另一种观点认为，直线运动机器人在应用机械技术对运动精度进行调档检测时，需要应用电子技术来实现对工业机器人运动轨迹的校正和校正，特别是出现误差时，需要及时找出原因，以保证工业机器人的正常工作。
4.2机械与电子技术在机器人运动轨迹规划中的应用
运动轨迹是机器人完成作业的重要基础，它往往受工作环境等因素的影响，当然，工业机器人的运动轨迹也是固定性和稳定性较强的，必须严格按规定的程序进行。通过有效地应用机电一体化技术，可以进一步实现对工业机器人运动轨迹的控制，其中应严格按照工业机器人运动工况的基本特点，并根据机器人运动轨迹明确定位，由机电一体化控制系统明确指令，设定目标，观察各种运动情况，全面分析机器人运动量。此外，在整个机器人运动轨迹规划过程中，驱动器作为主支撑点，严格遵循运动原理，对驱动电机发出相应的指令，从而从根本上保证了机器人各轴之间的同步，从而达到轨迹的预先设定。需要注意的是，机器人的运动状态需要与机器人的运动目标保持一致，要提高其运动精度的可靠性。
4.3机电一体化在机器人核心部件检测中的应用
工业机器人是离不开减速器的精密设备，对属性进行了分析。为了从根本上提高其稳定性和安全性，就必须做好运动稳定性的检测工作，将机电一体化应用于诸如肘部减速器等各设备的检测，并可利用相关的高科技技术对轴关节振动频率进行分析。例如在设计时，轴关节的振动频率不符合要求，那么就会出现震动，通过机电一体化的应用，相关的设计者可以在最短时间内提出问题，进行分析和解决，从而达到稳定。
4.4机电一体化在机器人工业环境控制中的应用
为了确保工业机器人作业的有效性，必须对工业机器人周围环境进行分析。由于工作环境对工业机器人提出了更高的要求，其结构比较复杂，其中温度要求较小，湿度要求较合理，对电磁信号也有较强的要求，否则，就会因信号的干扰而严重影响工业机器人的运动轨迹，面对这种情况，必须加强机电一体化技术的应用，如采用 PLC等技术，做好对工作环境的控制，实现对温度的自动控制，这样才能从本质上避免因温度过高而产生的操作失误。
4.5机电一体化在智能制造中的应用
4.4智能化生产
制造出来的机器人可以在信息管理系统中传递作业命令，并按照系统的预置程序完成作业，从而提高生产管理水平。在智能制造机器人的研究与开发过程中，工程师们对机械设备、计算机技术、电子学等领域都有较全面的了解，从而促使机器人的实际应用能符合预期的要求。机械式手指是对人体手指的一种模拟，应加入精密机电设备来完成手势动作。连接于机械设备臂的感测必须具有极低的触觉能力，以使其尽量接近人工操作。此外，通过机电一体化技术设备的应用，增强纺织企业机器人自动化导航的功能。该机器人可根据系统指示，独立选择生产线中的制造产品，并完成工业产品的准确装配、运输或储存及部署。传感技术设备、界面技术和其他现代科技手段，通过合理地加入数字化计算机技术，制造机器人就能实现精确的分类和快速的操作，从而提高产品质量，维持企业的生存。能够提高公司的生产效率，同时保证可能的发展。
5 PLC控制系统设计
PLC技术是目前比较流行的一种技术，在工业机器人上的应用可视为工业机器人的中央指挥系统，实现智能化。
5.1级硬件
在 PLC系统中，硬件设施的优劣从根本上决定了工业机器人的性能，控制中心使用的核心部件不仅程序容量大，而且处理速度快，存储设备具有一定的可扩展性。在工业机器人的设计过程中，要从 PLC技术的角度，进一步优化硬件设施，提高工业机器人的整体功能。
5.2软件编程
在工业机器人的设计中，软件程序设计是最重要的部分，相当于人脑发出指令。从不同的角度出发，软件程序设计过程中都需要对工业机器人的性能和产品需求等方面进行软件编程。比方说标签应该贴在什么地方，怎样的标签，或者在钢卷生产后，如何使用无人搬运机器人进行搬运，机器人的自动定位和轻型技术该如何进行？这个系列的内容都离不开软件程序的设计，对于这个相关的技术人员不仅要有专业的软件编程知识，更要懂得工业机器人。
6.未来工业机器人机电一体化技术发展趋势
机电一体化技术将在今后的发展过程中充分融入到工业机器人中，并通过机电一体化技术使企业的生产感知系统得以完善，通过高精度设备实现工业机器人的生产状态检测。另外，技术人员运用机电一体化技术能够突破力觉感应器和图象处理等各方面的问题，有针对性地解决企业生产中存在的问题。智能是未来的发展趋势，在机电一体化的应用下，工业机器人的智能化程度将不断提高，并形成相应的逻辑系统，以达到精确的工业生产目的。
概述
总之，机电一体化技术已成为工业机器人有序运行的重要载体，它不仅改变了传统的生产模式，提高了生产效率，体现了智能化，也是工业生产的基本要求，是工业生产变革的创新。为了今后的发展，科研人员需要加大研发力度，全面融入机电一体化技术，推动工业机器人的创新发展。
参考文献
[1]李雪峰，逯文祥，胡清华.浅谈机电一体化技术及应用研究[J].中国金属通报，2018(07):201+203.
[2]李惠强.机电一体化技术应用及发展趋势探析[J].现代制造技术与装备，2018(11):149+151.
[3]马宏宾，武玫.智能时代下的工业机器人[J].自动化博览，2019(09):39-41.
[4]世界工业机器人产业发展动态[J].机电一体化，2012,18(09):4-9.
[5]郭凯，孔万增.遗传算法在工业机器视觉中的应用[J].杭州电子科技大学学报，2011,31(01):50-53.
[6]王长林.机电一体化技术在工业机器人领域中的运用探究[J].南方农机，2017(12):161-162.
[7]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):102.