机器人控制系统的机电一体化研究

机器人控制系统的机电一体化研究

李晓强

山西铭羽节能科贸有限公司

摘要：机电一体化对于国家和社会的建设发展具有积极意义，其创新是生产力发展到一定阶段的必然要求。因此相关人员应当充分了解当前机电一体化的发展状况，明确未来发展趋势，注重利用高新技术进行改造和提升、坚持自主研发和技术创新以及提高人才质量，加快人才培育等措施，实现技术相互融合，促使机电一体化在新时代得到更好的发展和应用，助推社会经济和国家综合实力的提高。本文主要分析机器人控制系统的机电一体化。

关键词：机器人；控制系统；机电一体化

引言

在新时代的背景下，人工智能成为衡量国家硬实力和软实力的主要标准之一。在21世纪的科技时代背景之下，随着大数据技术、云计算技术、物联网等新兴科技技术的出现，机器人成为机械制造业中的重要工具，在未来机器人也将成为新时代发展主流。在工业时代背景之下，机械制造作为工业生产的发展动力，机电一体化的应用在其中发挥着重要推动作用，机电一体化在机器人控制系统当中符合常态要求也能够推动机器人的创新和发展，基于此，对机器人控制系统中的机电一体化研究有着必要性。

1、机电一体化技术概述

随着现代计算数学、机械动力学以及电子信息和工程力学的进步，促使机电一体化技术产生和发展，并成为当代科学技术发展最为活跃的领域之一。在设计技术的内容方面，其改善了原有的模式以及规范，从面向制造转变为面向用户，促使产品的适用性和创新性得到有效加强。而机电一体化的概念则是将机械设备与电子技术融合的统称，促使机械设备能够在性能控制以及信息处理等方面，具有智能化、自动化特点。其是基于计算机技术、自动化技术和机械电子技术等的综合，构建相对独立的技术系统，更好地开展工业生产活动。在实际应用中涉及到社会的各个领域，是提高生产力和生产效率的主要推动力。

2、机器人控制系统对机电一体化的要求

2.1传动系统

据了解发现，现在机械制造行业中使用的机器人所应用的机器人大致由六轴旋转机器人和直线运动机器人。六轴旋转机器人是运用六轴运动，在运动方向类型中属于旋转运动类型，而直线运动机器人主要运用于上料、下料等生产过程。传动系统在机器人控制系统中属于重要组成部分，对机器人的运作、行动的精准度有着直接影响。

2.2机器人精准度与末端负载能力

机械制造行业中使用机器人一般在初始阶段机器人的精准度、速度等性能都较好，但是随着使用时间的增长或者对机器人的养护不到位等原因，机器人的零件逐渐出现磨损现象，到使用后期阶段，机器人的精准度会出现较小的偏差。经过笔者的分析发现有以下两种原因，一是由于机器人中的零件收到磨损，机器人的行走、手臂运动角度出现偏差，若长期反复运作，机器人的在定位上会出现精准度偏差；二是由于机器人的精准度出现偏差往往因为传动链的增加而逐渐扩大，所以机器人末端运动位置和设计时候的位置出现不一致。机器人在工业制造行业中由于生产的产品不同，机器人在实际运作过程中的末端负载能力也有着不同的需求，经了解发现机器人在长期运转过程中末端负载能力会有所下降，并且由于部分企业对机器人的超负荷工作，导致机器人实际工作中超负载导致损坏。基于此，企业应该注重机器人对负载的标准，避免机器人因超负载出现损坏现象。

3、机器人控制系统中机电一体化的应用

3.1机器人的核心部件测量

从机器人的实际属性而言，机器人在机械制造业中属于精密设备，其运行状态离不开减速器的运用。为了提高机器人实际工作的稳定性、安全性与精准性，需要对机器人的运动稳定做好维护和监测，将机电一体化运用在机器人中轴关节减速器等设备进行运行监测，再通过大数据分析技术对机器人的轴关节震颤频次进行记录并分析，以此监测机器人是否出现运动问题。在实际运作过程中，通过机电一体化技术对机器人轴关节震颤频次进行记录和监测，若出现震颤频次不符合机器人设计等其他要求，那么设计人员需要对此提出问题，并排查控制系统中的问题，并及时分析和解决，以此保证机器人运转的稳定性。

3.2在传感器技术方面的应用

传感器属于检测装置的一种，作用是使用不同的元件感受元素变化，如热量、光源或者压力等，再将感受到的信息转换为电信号或者其他信号形式，实现处理、存储或者控制等多种功能。机电一体化设备应用过程中，通过传感器技术可以保证设备实现自动化生产，同时确保生产效率和生产质量。智能制造生产过程中，传感器是其中的重要组成部分，可以使生产过程实现智能控制和智能化管理。在这一过程中，结合生产线实际情况设置相应类型的传感器，使用比较灵敏的感知元件采集生产过程中的需求信息，使之转换为相应的信号形式传输到控制系统，实现对生产的有效控制。

3.3机电一体化技术应用于机器人运动轨迹规划

作为机器人完成工作的重要基础，它们的运动程度往往受到工作环境等因素的影响。当然，工业机器人的轨迹是固定和稳定的，必须严格按照既定程序移动。采用机电一体化的有效应用，可以进一步实现工业机器人的运动轨迹控制，严格遵守工业机器人运动条件的基本特点，明确机器人轨迹的位置，通过机电控制系统设定目标，观察各种运动，全面分析机器人的运动数量。此外，在驾驶员机器人的整个运动轨迹规划过程中，应考虑作为主要的基点，并严格按照运动原理向驱动电机发出相应的指令，以确保机器人轴之间的同步，实现轨迹预测。应注意机器人的运动状态应满足机器人的运动目标，提高运动精度的可靠性。

3.4机电一体化技术应用于智能制造

工业机器人是智能的，可以按照公认的操作规程执行相应的操作。在智能研发中，应整合机械和信息技术等诸多学科，使工业机器人能够在实际操作中实现预期效果。比如，工业机器人的机械手臂是仿人体手臂，但由于缺乏灵活性，需要高精度电子技术来完成它。同时，机电一体化的有效应用可以将自动导航功能集成到其中，通过电子信息技术与传感器技术相结合，可以实现准确的分类和快速操作，进一步提高企业生产效率，同时保证质量。

3.5在机器人关键零部件检测的运用

安装在各主轴膝关节处的减速器是制造机器人的重要组成部分。通过在机器人每个主轴的减速器上安装振动传感器，可以有效地收集减速器所在区域之间的振动数据，并对机器人进行相应的分析。如果安装在减速器上的传感器在检查后显示振动频率过低，振幅过低，也表明减速器存在一些运行问题。为了解决这个问题，我们对减速器的位置进行科学、合理、有效的检查和保护，有效保证了各减速器的运行质量和性能以及机器人最终位置的准确性和有效性。必须避免减速器振动影响性能的问题。

3.6工作环境的管理

当前，工业机器人主要实现属于精密工作的流水线操作。因此，对环境的要求非常高。工业机器人上的环境冲击指示器主要是温度、湿度和灰尘。温度变化降低了工业机器人的精度，增加了误差，而湿度和灰尘加快了零件的磨损和老化，导致传动系统出现误差。因此，有必要有效地监测、控制和处置工业机器人的工作环境。温度和湿度传感器可以实时检测环境，向控制设备发送信号，控制设备启动相应的空调控制温度和湿度，确保环境条件符合工业机器人的工作环境。

结束语

综上所述，机电一体化技术在机器人控制系统中占据着十分重要的位置，也是机器人正常运作的重要基础条件。机器人的出现改变了传统工业生产模式，并且为现代机械制造业提高了生产效率，达到了生产智能化的目标，也实现了现代化工业生产的基本需求，为现代工业生产的创新和变革做出了贡献。在未来的工业发展和机器人发展过程中，研发人员需要加强研发力度，将机电一体化与机器人控制系统进行全面融入，推动机器人的发展和工业行业的发展。

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