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机电一体化技术在工业机器人中应用

2021-05-26 16:45 来源:机电一体化论文 人参与在线咨询

摘要:当前工业机器人在工业领域得到了广泛应用,进一步带动了我国机械制造业的有序发展。其中在工业机器人中机电一体化技术是核心,也是精髓所在,将机电一体化作为切入点,凭借着其优势融入工业机器人之中,推动工业机器人的创新变革。在本文中则着重探究了何为机电一体化,机电一体化在工业机器人中的应用等,以此推动机械制造行业的可持续发展与进步。

关键词:机电一体化;工业机器人;应用

时代在不断发展,自迈入21世纪之后大数据技术的应用下促使工业机器人成为了机械制造业最为重要的工具,甚至一度成为衡量国际科技水平的关键性载体。在2019年由人力资源部门颁布了新的职业,最受关注的便是工业机器人的系统操作员以及系统运维员,由此可见工业机器人已经成为了新时代的主要发展趋势。作为现代工业生产中的源泉与动力,机电一体化应用到工业机器人之中不仅符合新常态下的基本要求,而且也能推动机器人机电一体化技术的创新发展,因此对其展开研究具有重大现实意义。

1什么是机电一体化技术

从理论上分析,机电一体化所涵盖的内容比较多,比如像电子技术、机械技术等,是各项专业的整合。机电一体化属于新兴综合性技术学科,在发展过程当中从微电子技术逐渐向机械工业所渗透,成为现代工业化生产中十分关键的技术之一。在机电一体化系统之中所涉及的要素众多,比如像结构组成要素、劳力组成要素、感知组成要素等。其中根据实践证明,在当前我国机械制造业快速发展的同时,机电一体化的作用也更加明显,能够进一步推动工业机器人的发展,并且也能为当前机械生产带来帮助,进而满足新时代对现代机械制造所提出的诸多要求。

2基于新时期工业机器人的运用要求

2.1机械零部件的精度。就目前而言,大多数机械制造企业所采取的工业机器人属于小型精密型,所以在此背景下对机械零部件的制造提出了更高的要求,使其朝着精密化方向不断发展。同时,只有在工业机器人制造操作中遵循基本的要求,保证零部件的精确度,方可提高工业机器人的运动精度。除此之外,假如电机、机械臂这一系列的部位精度与设计不相符,那么则会导致机器人的末端运动位置与实际的需求会产生偏差,严重影响使用情况。

2.2转动系统的精准度。现阶段,工业机器人的应用涉及六轴旋转机器人与直线运动机器人,对于六轴旋转机器人而言,主要是运用六轴运动,属于旋转运动类型,直线运动机器人则是应用于上下料的设备。作为机器人运动中的重要组成内容,动力传递对末端运作精确度有一定的影响,一般而言,在经过各类轴驱动作用之后,电机会传送到末端,假如其中某一个传动件的精确度不符合基本的要求,那么均会对机器人的末端运动产生影响,所以要积极提高转动系统的精确度。从另外一个角度分析,与发达国家相比较,我国机器人制造技术水平还存在欠缺,尤其是无法自主研发高精度的减速器,所以在未来的发展进程当中,需要加大开发力度,积极探索打造出适合我国工业领域适用的工业机器人。

2.3机器人装配精度问题。严格意义上分析,假如在制造阶段工业机器人存在装配问题,那么则会对末端的精确度产生一定的影响,在设计工业机器人的时候要紧跟时展的步伐,遵循基本的要求与原则,对零部件装配加以分析,保证设计的科学性与合理性,避免各类偏差现象的发生。

2.4机器人精度保持与末端负载能力。一般而言,在初始阶段,大多数工业机器人的精度性能都比较好,然而伴随着使用时间的不断增长,其零件往往会出现磨损,如此一来,则无法保证精度的有效性,之所以产生这种情况,包括两点:第一在使用之中零件出现磨损,无法保证精度的性能,假如长期的且重复的运作,机器人则会在定位精度上受到一定的干扰;第二是机器人的精度误差往往会伴随着传动链的增加而发生扩大现象,这种情况下末端运作位置往往与实际的需求位置出现不一致现象,无法保证其性能。

3工业机器人中机电一体化的应用

3.1机电一体化应用于各轴电机运动位置检测。无论从宏观角度还是微观角度分析,均可以清楚的了解到,在工业机器人制作前期要严格控制运动精度,从根本上保证机器人转动轴。伺服电机是其中最为基础的电机类型,其中可以在电机上安装编码器,以此对旋转的角度进行监测,但是需注意到的一点是利用编码器对电机当中的数据进行翻译的时候,需要及时的将所翻译的数据上传到驱动器之中,这样才能从根本上保证电机旋转的角度与规定的角度保持一致。从另外一个角度分析,直线运动机器人在应用机械01技术进行运动精度调档检测的时候,需应用电子技术实现对工业机器人运动轨迹的矫正与更正,尤其在发生错误的时候,需及时的找出其中所存在的故障,保证工业机器人的正常运行。

3.2机电一体化技术应用于机器人运动轨迹规划。作为机器人完成作业的重要基础,运动轨迹往往会受到工作环境等因素所带来的影响,当然,工业机器人的运动轨迹具有固定性与稳定性,需严格按照设定的程序进行运动。在机电一体化技术的有效应用下,能够进一步实现对工业机器人运动轨迹控制,其中要严格按照工业机器人运动工况的基本特点,并针对机器人运动轨迹明确位置,由机电控制系统明确的指令,设定目标,观察各种运动情况,将机器人的运动量进行全面分析。除此之外,在整个机器人运动轨迹规划之中,需将驱动器作为主要的支持点,严格按照运动原理对驱动电机发出相应的指令,这样才能从根本上保证机器人各轴之间的同步性,才能实现轨迹的预期性。需注意的一点,机器人的运动状态需符合机器人运动设定目标,要提高运动精度的可靠性。

3.3机电一体化技术应用于机器人核心部件测量。从属性上分析,工业机器人是精密装备,其运行离不开减速器。为从根本上提升其稳定性与安全性,则要做好运动稳定性的检测工作,将机电一体化应用其中可以实现对各个设备的检测,比如像肘关节减速器,并且还可以通过相关的高科技技术,对轴关节震动频率进行分析。比如在设计的时候,轴关节的振动频率不符合要求,那么通过应用机电一体化则会出现震动,相关的设计人员可在最短的时间内提出问题,加以分析与解决,进而实现其稳定性。

3.4机电一体化技术应用于机器人工业环境控制。要想保证工业机器人作业的有效性,那么则需要对周围环境加以分析。工业机器人对工作环境的要求呈现出复杂性,其中温度要适中,湿度要合理,对电磁信号也有着强弱要求,否则则会因为信号干扰而严重影响工业机器人的运动轨迹,面对这种情况需加强对机电一体化技术的应用,比如通过PLC等技术,做好对工作环境的控制,实现对温度的自动化控制,这样便可以从本质上避免因为温度过高而出现操作失误的现象。

3.5机电一体化技术应用于智能制造。工业机器人具有智能化,可以根据所接受的操作指令完成相应的动作,在智能研发当中要将机械、信息技术等众多学科知识加以综合,这样可以让工业机器人在实际运行当中达到预期的效果。如工业机器人的机械臂是对人类手臂的模仿,但是因为缺乏灵活性,所以需要高精度电子技术方可完成。同时,机电一体化技术的有效应用下能够将自动导航功能融入其中,并且还能够通过结合电子信息技术、传感技术等实现精确分类与快速操作,这样再进一步增强企业生产效率的同时也能够保证其质量。

4PLC控制下工业机器人的系统设计

PLC技术是当前备受欢迎的一项技术,其中在工业机器人中的应用可以当作中心指挥系统,实现工业机器人的智能性。

4.1硬件设施。硬件设施的好坏从根本上关系到了工业机器人的好坏,在PLC系统中,中心控制所使用的核心组件不仅程序容量大,而且处理速度快,储存器具有一定的拓展性。对此,在工业机器人设计过程当中,需要从PLC技术角度出发,进一步优化硬件设施,提高工业机器人的整体功能性。

4.2软件程序设计。软件程序的设计是工业机器人设计当中的重中之重,相当于人的大脑发出指令。在软件程序设计过程当中,需要从不同的角度出发,针对工业机器人的性能以及生产产品的要求采取软件编程。比如标签应该贴在哪里,应该贴怎样的标签,或者在生产钢卷之后,如何运用无人调运机器人进行调运,机器人的自动定位以及轻装技术是如何的?这一系列的内容均离不开软件程序的设计,对此相关的技术人员不仅要具备专业的软件编程知识,而且还要对工业机器人加以了解与掌握。

5机电一体化技术在工业机器人中的未来发展趋势

在未来的发展进程当中,机电一体化技术会全面融入到工业机器人之中,并且通过机电一体化技术可健全企业生产感知系统,通过高精度的设备实现对工业机器人生产状况的检测。此外,技术工作人员利用机电一体化技术可以突破力觉传感器与图像处理等各方面问题,针对性地解决企业生产当中所存在的问题。智能化是未来发展的趋势,工业机器人在机电一体化的应用下,其智能化水平会越来越高,并形成相应的逻辑系统,实现精准的工业生产目标。

6结语

综上所述,机电一体化技术已经成为了工业机器人有序运行的重要载体,不仅可以改变了传统的生产模式,而且提高了生产效率,体现了智能化,实现了工业生产的基本需求,创新了工业生产的创新变革。在未来的发展进程当中,科研人员需要加强开发力度,将机电一体化技术全面融入其中,推动工业机器人的创新发展。

作者:王金海 单位:山东宇冠机械有限公司

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