機電一體化技術在工業機器人中的應用

摘 要：隨著科學技術的發展，各種科學技術都在不斷應用到工業生產中。機電體化技術就是將機械技術和科學相結合起來運用到工業生產中，它可以幫助提高工業的生產效率，大量的工業機器人的出現改變了傳統的流水線的生產方式，解放了大量的人工勞動，也提高了工業生產的產品的質量，機電一體化技術將會是未來的工業生產的發展趨勢。本文主要對機電一體化技術進行介紹，以及該技術在工業機器人中的應用，并預測它的發展趨勢。

關鍵詞：科學技術；機電一體化；工業機器人

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.126

0 引言

在現在這個生活生產節奏很快的時代，時間和人力就是金錢，為了節省時間和人力資源成本，利用現代的電子技術應用到機械生產中，就研究出了工業機器人。工業機器人實現了對工業生產比較智能化的管理，解決了人工勞動的許多限制，例如，工作時間，燈光等外部環境影響，使工業的發展有了一個巨大的飛躍。將人工智能的技術應用到機電一體化中，能夠用來賦予系統進行自動檢測、信息的處理、模擬和決策判斷等功能，實現了對生產過程的智能控制，也將會影響整個工業生產的模式，給人類社會帶來一個歷史性的變革。

1 機電一體化的發展狀況

機電一體化發展的第一階段是在上世紀60年代以前，在這個時期，人們會利用電子技術來改善機械產品的一部分性能。在第二次世界大戰時期，為了升級軍事裝備，戰爭刺激了電子技術的發展，為了使其能夠完善機械產品的性能。在沒有戰爭的時代，這一技術就轉為民用了，在當時可以促進當時已經蕭條的經濟快速恢復，但是技術還不夠成熟，沒有辦法深入發展，就無法大力推廣。

機電一體化發展的第二階段是在上世紀70～80年代，在這個時期，計算機技術、通信技術以及控制技術發展到了一定的基礎，大規模和超大規模集成電路也得到了迅速地發展，這些技術都為機電一體化技術的發展提供重要的物質技術的基礎。機電一體化技術這這個時期開始得到認可，也得到了很多國家的關注和支持。

機電一體化發展的第三階段是在上世紀90年代后期，這個時候機電一體化技術開始向智能化的方向發展，進入了一個新的發展階段，是一個深入發展的時期。這個時期，通信技術、光學，細微加工技術都開始在機電一體化技術中有所應用，對于機電一體化的建模集成以及分析的方法都有了一定的研究。在這個時候機器學習、深度學習以及光纖技術等領域的研究也取得了一定的成果，也為機電一體化技術的發展提供了一定的基礎，促進機電一體化體系的完整建立。

中國開始這方面的研究是在上世紀80年代，將研究機電一體化的技術列為“863計劃”中。當時研究這個技術的有各高校、研究所以及很多的企業，這一技術的研究取得了一定的成果，但是與一些發達國家比仍然存在一定的差距。

2 機電一體化在工業機器人中的應用

工業機器人是機電一體化的重要體現，它一般是應用在工廠中的多關節機械手或者是多自由度機器人，能夠接收操作的指令，按照設置好的程序來完成指定的動作來完成生產，這是機電一體化在智能制造中比較先進的應用。機器人的研發需要電子、數學、計算機、機械、人工智能等多個學科的知識相融合，還需要各種精密的零件，大規模的集成電路板來進行組裝。

工業機器人的機械臂可以在生產中模仿人的手來進行操作，需要在高精準度和準確的控制度的相關技術進行研發，最終能夠通過關節、傳感器等達到人手的觸覺感知級別，最后能在加工制造中靈活的操作。工業機器人還需要能夠自動導航，對生產線上的產品零件進行裝卸和搬運，能夠進行出入庫和調配產品，現在的物流運輸小機器人就可以對快遞進行分類。工業生產中機器人的出現，不僅可以增加產品的數量，也能提升產品的質量，很多精密的操作可能人力無法完成但是機器人可以完成，也減輕了人力勞動的成本。

3 機電一體化技術在工業機器人中的未來發展趨勢

未來的工業機器人將會提高工廠生產的感知系統，可以來檢測周圍的設備的進展狀況，檢測周圍設備是否故障，這個對技術的要求非常高，需要攻克力覺傳感器和圖像處理等技術難關，需要建立高精度的物理模型以應對生產過程中出現的不確定性。人工智能是現在的熱點研究方向，機電一體化技術也將會在機器智能化的方向發展，機電智能化是以邏輯性為運行核心，通過采用不同的思維方式，參照人類的一些行為動作對人工智能進行升級。雖然機電一體化在現實生活中應用不能夠保證工業機器人的行為與人類一致，但是也足夠應對工業生產。現在使用的數字機床已經擁有了部分智能，對生產起到了幫助，未來需要更加開發其他的智能功能，使生產更接近人類的行為動作。

4 結論

我國的科學技術在迅速地發展，也刺激了我國經濟的發展，很多領域已經處在領先的位置，工業生產也迫切的需要升級改造，工業機器人的出現促使了工業生產的改革。如今機電一體化在很多領域都成功的應用到了，與我們的生活息息相關。工業機器人將會是未來生產的發展趨勢，也一定要重視機電一體化在工業機器人中的應用，我們可以想象到未來將會到來的全面智能化的生產時代，擁有好的產品和服務，將會帶來更好的經濟效益

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作者簡介：馮鈴（1987-），男，四川巴中人，本科，助教，主要從事機電一體化方向的研究。