機電一體化技術在機器人領域中的應用探討

摘 要：本文首先對機電一體化技術的發展狀況進行了探究，分別研究了初級階段、發展階段與深入階段；其次，分析出了機電一體化技術在機器人領域中的應用，探究了該項技術在現代化智能機器人制造與發展中的實際應用，希望能為該領域關注者提供有益參考。

關鍵詞：機器人；機電一體化；運動位置；工作環境

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.142

0 引言

近年來，我國的科學技術水平提升，不同學科領域的距離被不斷拉近，在此過程中，現代化的工程項目發展得以被推動。機械工程制造領域當中，機電一體化技術的深入發展與合理化應用，得到了社會各界的廣泛關注。如何將其更好地應用到機器人領域中，成為了一項重要課題。

1 機電一體化技術發展狀況

1.1 初級階段

機電一體化技術的發展一共經歷三個不同的階段，在初級階段中，機電一體化技術的操作人員，大部分都是將電子技術提高，將機械產品的各項功能進行了改進。該項技術最初誕生于上個世紀六十年代，并且在第二次世界大戰中得以發展和廣泛應用。直到戰勝結束之后，人們也習慣采用此種技術結合模式，應用電子技術和機械制造技術的融合，改善人們的生活條件，推動了社會與經濟的發展。但在當時該項技術還沒有被真正地稱為一體化技術，當時的機械產品也未能廣泛地在工業生產領域中推廣與使用[1]。

1.2 發展階段

進入到二十世紀七十年代至八十年代中期，機電技術進入到了蓬勃發展階段。在這一時期，大規模的集成電路與微型計算機技術得到了發展和創新。通過了計算機遠程操控，配合通信技術，實現了全方位的技術改良。機電一體化技術發展到這一階段，已經對原本不完善的技術模式進行了改良，推動了機電工程信息技術一體化更進一步發展。

1.3 深入階段

上世紀九十年代末期，機電一體化技術中融入了通信技術、光學技術、光機電與微機電一體化等高新科學技術類型。在發展的過程中，逐漸進入到了智能化的發展階段。在這一時期，機電一體化技術持續且深入地發展，對于人工智能技術、光纖技術以及神經網絡技術等多項高新技術方面的發展，都產生的了推動作用，在很大程度上，促進了各項技術的發展與全面提升。同時，在不同智能化新技術的幫助下，機電一體化技術也逐漸形成了更為完整和科學的發展體系。

2 機電一體化技術在機器人領域中的應用

2.1 運動位置檢測中的應用

工業技術一體化的發展進程中，機電一體化技術在機器人領域的應用逐漸深入，由此產生的效果也越來越明顯，加強技術管理推動技術發展，能夠使其應用效果逐漸優化。機器人的各軸處于運動狀態當中時，電機與氣缸的安裝和調試過程中，需要對相關運動的精度作出嚴格要求。同時，在正式進行安裝和調試中，需要進行精準校對，并提出切實可行的嚴格檢測方案。利用機電一體化技術，確保運動的精度能夠達到機器人的實際工作要求。比如，在進行檢測中，采用電機設備均為伺服電機設備。通過編碼器的反饋數據，可以完成電機接入，并對電機的旋轉角度進行調整。對于電機來說，伺服電機是一種比較常見的形式，在實際的運動中，如果需要電機始終處于最佳的運動狀態，則需要利用相關的編碼器，完成旋轉角度的檢測工作。根據獲取到的反饋數據，完成電機角度的調整[2]。

2.2 工作環境管理中的應用

在現代化工業生產與制造領域中，工業機器人是一項高精密的加工設備。機器人在實際的工作中，對于周圍環境的溫度和濕度都有著極高的要求。在實際的工作中，機器人管理與維護狀態下，要根據機器人的性能，控制設備周圍的環境。根據機器人的安裝運行與生產加工要求，將工業機器人安裝在溫度和濕度都比較適宜的環境下。使用機電一體化技術，能夠對環境進行一體化管理，避免工業機器人在生產制造中，因為周圍環境而產生的末端控制精度降低等問題。

2.3 運動軌跡規劃中的應用

機電一體化技術可以對機器人運動的軌跡進行規劃設計。通常情況下，機器人的運動軌跡是根據實際的需求而設定的，在以工控機為上位機的計算機當中，將各個目標位置處的末端目標位置與方向輸入工控機，根據機器人的運動學模式進行逆解。工業機器人的各個軸運動量求解出來之后，可以通過驅動器下發的各個軸驅動電機，完成各軸同步運動。通過此種方式，能夠確保機器人末端位置與運動方向可以達到目標位置與方向的需求，從而完成對機器人的加工生產要求。

2.4 核心部件檢測中的應用

在對機器人核心部件進行檢測的過程中，也可以應用到機電一體化技術。該項技術在核心部件檢測中，主要是對核心不僅對機器人各關節臂的減速操控作用進行檢測。比如，某地區的機電一體化技術專員在對機器人各軸的減速器位置進行檢驗的過程中，使用機電一體化技術對減速器位置的振動情況進行了檢驗。通過此種方式，明確地判斷了機器人運動的穩定性。當減速器的位置處傳感器震動頻率過快且振幅過大的情況下，則表示了減速器在實際的運行過程中，本身需要對存在異常的位置進行檢查。此種狀態可以有效地避免因為減速器振動問題，而產生的機器人末端位置運動精度與平穩性降低的情況。

3 總結

綜上所述，機電一體化技術發展經歷了多個階段，在這一過程中，相關領域的工作人員，逐漸提高了對機電一體化技術的認知，深化了對技術的理解。在今后的發展中，機電一體化技術將會持續應用到機器人領域當中，通過與其他各項科學技術相互結合，對我國未來科學技術的發展能產生極強的推動作用。

參考文獻：

[1]郭潤梅.機電一體化技術在機器人領域中的應用研究[J/OL].世界有色金屬，2018（24）：121+124.

[2]王曉平.機電一體化技術在機器人領域中的應用[J].電子技術與軟件工程，2018（14）：88.

作者簡介：周陽（1985-），男，陜西臨潼人，本科，助教，研究方向：機電一體化。