褚金岳 楊文珺

摘 要：社會經(jīng)濟的日漸繁榮，加快我國各行各業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展進程，我國的生產(chǎn)制造業(yè)也取得明顯的進步。企業(yè)在生產(chǎn)與發(fā)展過程中，成熟和靈活的使用機電一體化技術(shù)，充分發(fā)揮一體化技術(shù)在智能制造中的作用，加快了制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展步伐。對于新型的制造產(chǎn)業(yè)來說，過去的制造模式有一些不足存在，逐漸被人們淘汰。結(jié)合現(xiàn)階段來看，將機械技術(shù)和科學(xué)良好結(jié)合的機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，大大的提高了汽車工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，大量工業(yè)機器人的產(chǎn)生創(chuàng)新和優(yōu)化了過去常應(yīng)用的制造模式，節(jié)省人力，生產(chǎn)效益更為明顯，基于汽車工業(yè)機器人的優(yōu)勢，未來汽車工業(yè)機器人將與機電一體化良好的融合到一起，共同完成現(xiàn)代化生產(chǎn)作業(yè)。本文針對企業(yè)工業(yè)機器人中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用展開分析，力求通過全面的分析，為企業(yè)以及相關(guān)從業(yè)人員的工作實踐提高有效參考。

關(guān)鍵詞：汽車 工業(yè)機器人 機電一體化技術(shù) 應(yīng)用 研究

Abstract：The increasing prosperity of the social economy has accelerated the modernization and development process of all walks of life in China， and China's production and manufacturing industry has also made obvious progress. In the process of production and development， enterprises mature and flexible use of mechatronics technology gives full play to the role of integrated technology in intelligent manufacturing， and accelerates the pace of modernization and development of the manufacturing industry. For the new manufacturing industry， the past manufacturing model has some shortcomings and is gradually eliminated. Combined with the current stage， the application of mechanical technology and science well combined mechatronics technology， greatly improve the efficiency and quality of automotive industry production. A large number of industrial robots innovation and optimization of the past often use manufacturing mode， saving manpower， and production benefits are more obvious. Based on the advantages of automotive industrial robots， the future automotive industrial robots will be well integrated with mechatronics to jointly complete modern production operations. This paper analyzes the application of mechatronics technology in enterprise industrial robots， and strives to improve the effective reference for the working practice of enterprises and related practitioners through comprehensive analysis.

Key words：automobile， industrial robots， mechatronics technology， application， study

1 引言

在當下社會，人們的生產(chǎn)與生活的節(jié)奏都變得很快，時間與人才就是金錢的一個體現(xiàn)，為了可以節(jié)省時間與人力資源成本，人們嘗試在機械生產(chǎn)作業(yè)過程中使用電子技術(shù)，伴隨經(jīng)驗的積累和科學(xué)技術(shù)的日漸成熟，慢慢工業(yè)機器人出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用。工業(yè)機器人的應(yīng)用實現(xiàn)了智能化的生產(chǎn)與智能化管理，也解決以往人工勞動力過多問題。汽車工業(yè)機器人中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動化檢測與信息的自動化處理，也可以進行自動模擬與決策判斷，充分體現(xiàn)對生產(chǎn)全過程的智能化觀看，革新工業(yè)生產(chǎn)模式，使人類社會的發(fā)展有一個巨大飛躍。所以，當下以及未來人們還需加大對該領(lǐng)域的研究與實踐，為汽車工業(yè)機器人中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用提供更多參考資料，提供更多的應(yīng)用舉措，促使其更好的被應(yīng)用，發(fā)揮新技術(shù)的最大能效，助力生產(chǎn)作業(yè)高效開展。

2 汽車工業(yè)機器人中機電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國的科學(xué)技術(shù)水平與國際的領(lǐng)先水平相比較，依舊有一定的差距。我國的科學(xué)技術(shù)開發(fā)時把機械電子學(xué)作為基礎(chǔ)，加快國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展。同時，機械電子學(xué)技術(shù)作為我國汽車領(lǐng)域機器人研究和開發(fā)的重要基礎(chǔ)。和那些經(jīng)濟發(fā)展較好的國家相對比，中國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展相對緩慢，開發(fā)史并不長，在汽車工業(yè)機器人實際開發(fā)過程中出現(xiàn)很多不足，要想優(yōu)化這些不足需要一段時間。

另外，我國國內(nèi)的汽車工業(yè)機器人的精度也不滿足國際要求，缺失靈敏的感知能力。所以，國內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)該加大人力與資金的投入，進一步開發(fā)汽車工業(yè)機器人。我國和西方發(fā)達國家的國情不同，所以無法與國際水平相比較，不過，我國也要立足國情，不斷創(chuàng)新發(fā)展，緊隨直接技術(shù)的發(fā)展趨勢，以免嚴重的落后于國家技術(shù)水平。

如今，我國相關(guān)部門陸續(xù)出臺了相關(guān)政策，提高技術(shù)人員的技術(shù)研發(fā)信心，同時國家也為技術(shù)人才提供了特定的福利補貼，解決人才的經(jīng)濟困擾。我國的經(jīng)濟水平受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展的很大影響，機器人技術(shù)作為我國國內(nèi)科學(xué)領(lǐng)域一個關(guān)鍵技術(shù)，伴隨我國機器人技術(shù)的進一步發(fā)展與技術(shù)水平的不斷提高，科學(xué)技術(shù)也會反作用于經(jīng)濟加快經(jīng)濟的發(fā)展，之后也會提高我國在國際的影響力與競爭力。所以，為了鼓勵我國的科研人員，加快國內(nèi)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，迫切需要加強技術(shù)人才的建設(shè)，刺激汽車工業(yè)機器人開發(fā)人員，使其更加積極和主動與全身心投入技術(shù)科研中[1]。

3 汽車工業(yè)機器人中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用要求

3.1 精度的維持效果及末端負載性能的要求

汽車工業(yè)機器人開始應(yīng)用時，人們感受最最大的是機器人的穩(wěn)定性與精度的應(yīng)用優(yōu)勢。不過，伴隨應(yīng)用時間的增加，機器人內(nèi)部的一些部件會出現(xiàn)嚴重的磨損，這不僅會影響機器人作業(yè)的精準度，也會對機器人應(yīng)用性能帶來一定影響。導(dǎo)致此類情況的主要原因為：為了可以在工業(yè)生產(chǎn)要求下生產(chǎn)的生產(chǎn)，需要經(jīng)過很長一段時間的反復(fù)和單一的工作。但是，從長遠的角度來看，汽車工業(yè)機器人內(nèi)部的零件是能夠進行佩戴的。不過，和一般構(gòu)成要素相比較，末端的負載將變大，會影響機器人定位的精準度，還有增加變速器鏈接的誤差，導(dǎo)致汽車工業(yè)機器人末端部無法按照規(guī)格與要求動作，影響機器人整體的穩(wěn)定性[2]。

3.2 機器人裝配精度的要求

組裝和裝配對機器人的制造有很大影響，若是該部分出現(xiàn)問題，將影響機器人的端部的精準度。一般在汽車工業(yè)機器人各組裝部件的設(shè)計環(huán)節(jié)，若是無法進行科學(xué)的調(diào)查設(shè)計，那么在機器人應(yīng)用時會出現(xiàn)傳輸鏈的偏差過大問題，導(dǎo)致機器人不能夠正確和良好的完成輸電作業(yè)。與此同時，也無法確保旋轉(zhuǎn)軸運動的實效，經(jīng)常出現(xiàn)汽車工業(yè)機器人無法按照預(yù)期的目標有效完成作業(yè)狀況。而且在這類情況下，工廠也無法進行工業(yè)處理與生產(chǎn)活動，導(dǎo)致所制造的產(chǎn)品無法滿足規(guī)格與相關(guān)要求。

3.3 傳動部位精度的要求

和大多數(shù)產(chǎn)業(yè)相比較，之前是通過倒入機器人來進行生產(chǎn)與處理。但是在該領(lǐng)域，汽車工業(yè)機器人被廣泛使用，應(yīng)用的規(guī)模很大，同時開發(fā)的空間也較大。結(jié)合汽車領(lǐng)域工業(yè)機器人的實際應(yīng)用情況我們會得到這樣的信息：汽車工業(yè)機器人使用多以直動機器人與旋轉(zhuǎn)軸機器人的應(yīng)用頻率最高。他們的使用就如其名稱一般，線性機器人在應(yīng)用過程中使用的為直線運動的方式。一般，六臺旋轉(zhuǎn)機器人有六個不同移動的轉(zhuǎn)軸在運行，因此通常會把其與加載器與卸載機器相連接。汽車工業(yè)機器人在運行時，動力傳輸作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，會影響機器人端部的精準度。究其原因得出：如果機器人內(nèi)部的驅(qū)動馬達電源百運送于端部區(qū)域時，端部的精度將受到全部發(fā)送部精度的影響。若是傳送部的精度和規(guī)格出現(xiàn)了不一致的問題，那么端部的精度就會受到較大的影響。因為產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟成本提示汽車工業(yè)機器人的精度特殊的要求，所以那些妨礙到機器人操作的正確性的各個因素應(yīng)該引起重視。外觀的工業(yè)機器人技術(shù)水平與發(fā)達國家相比較為落后，多數(shù)汽車工業(yè)機器人以及所使用的減速機設(shè)備都是從國外引進，這在一定程度上表明我國依舊缺少開發(fā)原劑技術(shù)的能力[3]。

以游星此輪減速器設(shè)備為例，我國所使用的多數(shù)是從日本進口的。同時，在我國汽車工業(yè)機器人生產(chǎn)領(lǐng)域，也廣泛的使用了串行機器人，這類機器人多數(shù)是向前移動，而且傳輸鏈有很大的變差，對傳輸部精準度帶來很大的影響。

3.4 設(shè)備零件精度的要求

因為制造的規(guī)模有很大的不同，所以一般汽車產(chǎn)業(yè)機器人制造的規(guī)模并不是很大，汽車工業(yè)機器人內(nèi)部構(gòu)造中多以小型的精密器件為主。這和大型的機械制造作業(yè)相比較，汽車工業(yè)機器人在制造期間會更加的關(guān)注零部件精度與細節(jié)的設(shè)計。人們在汽車工業(yè)機器人制造環(huán)節(jié)，技術(shù)人員會按照設(shè)計的規(guī)格完成各個動作，大大的保障了零部件的精準度，使汽車工業(yè)機器人可以依據(jù)規(guī)格與預(yù)先軌跡進行運行和移動，從而為生產(chǎn)的精準度做保障。此外，在汽車產(chǎn)業(yè)機器人的部件制作環(huán)節(jié)，技術(shù)人員也會按照實際情況，參照設(shè)計與規(guī)劃的計劃方案進行生產(chǎn)制造。機械臂與馬達是主要部分，也是技術(shù)人員較為關(guān)注的要點，若是此類部件無法按照設(shè)計的規(guī)范來進行處理，那么會影響到汽車工業(yè)機器人運動的精度，最終出現(xiàn)機器人精度無法滿足標準要求的現(xiàn)象。

4 汽車工業(yè)機器人中機電一體化技術(shù)應(yīng)用舉措

4.1 智能制造環(huán)節(jié)的應(yīng)用

汽車工業(yè)機器人能夠接收到信息系統(tǒng)所發(fā)出的操作命令，按照技術(shù)人員預(yù)先就設(shè)定好的程度完成各項作業(yè)，明顯的提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。人們在對智能化汽車工業(yè)機器人進行研發(fā)過程中，一般會融入機械制造領(lǐng)域的知識，信息技術(shù)與電子科技方面的專業(yè)理論知識，這使汽車工業(yè)機器人應(yīng)用功能更加完善，系統(tǒng)也得到優(yōu)化和更加的完善。技術(shù)人員結(jié)合人類手臂的整個形態(tài)與動作軌跡模擬研發(fā)出機器人機械臂[4]。

為了使機器人的機械臂運行更加的靈活，技術(shù)人員控制機械臂的配套傳感器設(shè)備性能處于最佳水平，保障配套的傳感器設(shè)備有著更強的感知能力，盡量達到像人類手臂那樣靈活的進行各項操作，在智能化機器人制造期間使用機電一體化技術(shù)。把其應(yīng)用到機器人的導(dǎo)航模塊，技術(shù)的應(yīng)用使機器人能夠自動完成導(dǎo)航操作，另外它還能夠智能化的對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品進行標識，大大的保障機器人裝配的質(zhì)量，確保裝配的精準度，也確保機器人可以根據(jù)預(yù)設(shè)的程度對產(chǎn)品進行調(diào)配。

還有就是技術(shù)人員能夠引進和使用先進的借口技術(shù)與傳感器技術(shù)以及電子技術(shù)等一系列的新技術(shù)，可以保障機器人的科學(xué)合理的分類，提高工業(yè)化操作與運行效率，也可以保障工廠的生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)品的性能，拉動工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，獲取更大的效益。

以領(lǐng)克汽車為例，其在汽車生產(chǎn)期間，因為汽車的焊接點較多，為了保障焊接過后汽車車身有一個細膩的外觀，領(lǐng)克工廠引入了在世界都較有名氣的KUKA生產(chǎn)線，所使用的零部件尺寸精度能夠達到零點零五毫米的激光熔與切割焊接技術(shù)，幾百多太機器人一起運行，主焊線的自動化程度水平達到了百分之百。

4.2 作業(yè)環(huán)境管理期間應(yīng)用

汽車工業(yè)機器人在運行期間內(nèi)部構(gòu)建的精度會受到環(huán)境因素的很大影響，為了保障機器人能夠穩(wěn)定和安全的運行，產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該在應(yīng)用機器人過程中做好作業(yè)環(huán)境的管理，使用機械電子技術(shù)來控制和調(diào)整環(huán)境中的溫度與濕度。在操控汽車工業(yè)機器人期間，技術(shù)人員要嚴格的觀看機器人，結(jié)合實際狀態(tài)來調(diào)整行駛的環(huán)境，確保可以發(fā)揮機器人的最佳性能。另外，經(jīng)營者在環(huán)境控制期間因為一些差錯會引發(fā)延遲生產(chǎn)的問題，此時應(yīng)該在適當?shù)臏囟扰c濕度條件下，使用汽車與機器人輔助運行設(shè)備，維持生產(chǎn)作業(yè)正常運行，以免影響生產(chǎn)進度[5]。

例如，現(xiàn)代車床與機器人的合作生產(chǎn)作業(yè)中，車床的加載與卸載時，機器人的使用實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，另外也控制生產(chǎn)成本的最低，明顯的提高了生產(chǎn)效率。

4.3 運動軌跡設(shè)計時的應(yīng)用

一般工廠會按照實際生產(chǎn)需求來規(guī)劃和設(shè)計汽車產(chǎn)業(yè)機器人運行軌道，因為該項工作有一定的難度，所以一般會交給計算機設(shè)備進行處理。在使用計算機技術(shù)進行處理時，技術(shù)人員借助計算機技術(shù)的優(yōu)勢，應(yīng)用數(shù)據(jù)記錄的方式把產(chǎn)生的位置信息和機器人移動的方向信息全部輸入到計算機系統(tǒng)，計算旋轉(zhuǎn)軸實際運行數(shù)據(jù)和信息。應(yīng)用計算機也能夠按照運動學(xué)的原則來進行計算，保障了計算結(jié)果的精準性。與此同時，制造商方可以驅(qū)動裝置把計算的數(shù)據(jù)信息傳送給每一個驅(qū)動馬達，能夠為工業(yè)計算機設(shè)備便于對軸進行穩(wěn)定操作的電力。工業(yè)機器人能夠根據(jù)預(yù)期軌道軌跡來運轉(zhuǎn)，企業(yè)可按照要求來進行生產(chǎn)作業(yè)。

4.4 核心元件檢測中的應(yīng)用

工業(yè)汽車機器人內(nèi)部主要構(gòu)成，包含了各個行駛肘關(guān)節(jié)的減速器設(shè)備，該設(shè)備占據(jù)著十分關(guān)鍵的位置。為了保障機器人能夠穩(wěn)定的運行和移動，技術(shù)人員在工作中要利用所有減速器設(shè)備構(gòu)成振東傳感器設(shè)備。若是機器人顯示運行期間實時運行的數(shù)據(jù)可以伴隨機器人運行過程中振動的變化進行記錄，可以判定此時的機器人是處于一種穩(wěn)定的運行狀態(tài)。若是減速機設(shè)備出現(xiàn)大幅度的振東，可判定此時的機器人出現(xiàn)過于頻繁的振東。技術(shù)人員在工作中實時對汽車各個減速器設(shè)備的實際運行數(shù)據(jù)進行檢測和分析，之后結(jié)合最終的結(jié)果調(diào)整振東頻率，可增強汽車工業(yè)機器人運行的穩(wěn)定性與安全性[6]。

5 汽車工業(yè)機器人中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

未來的一段時間，伴隨我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和日漸成熟，會大大的增強工廠生產(chǎn)感知系統(tǒng)的功能，方便對周圍設(shè)備進行檢測，檢測周圍的設(shè)備是否出現(xiàn)故障等。這些對技術(shù)有著較為嚴格的需求，不僅要攻克傳感器技術(shù)與圖像處理技術(shù)的難關(guān)，也要構(gòu)建一個高精度物理模型，以此來應(yīng)對生產(chǎn)期間出現(xiàn)的各類不確定性問題。人工智能是當下和未來人們研究的熱點與重點，未來機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，會和智能化技術(shù)融合，將機電智能化作為運行的邏輯與核心，使用不同的思維模式，參考人類的一系列行為升級和發(fā)展人工智能[7]。

6 結(jié)語

伴隨我國改革開放程度的加深，我國經(jīng)濟得到進一步發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日漸成熟，很多新型智能技術(shù)產(chǎn)生和被應(yīng)用到各行各業(yè)中。如今，我國已經(jīng)步入到全新的發(fā)展階段，工業(yè)生產(chǎn)者在生產(chǎn)期間使用了汽車工業(yè)機器人，嘗試把機械技術(shù)應(yīng)用到汽車產(chǎn)業(yè)機器人中，這意味著我國生產(chǎn)領(lǐng)域跨入到全新的一個階段。因為汽車工業(yè)機器人中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用對于精度的維持效果與末端負載的性能以及機器人裝配的精度和傳動部位的精準度等有著嚴格的要求，所以，當下大部分工業(yè)生產(chǎn)者在汽車工業(yè)機器人的應(yīng)用過程中，主要在智能化制造與機器人作業(yè)環(huán)境的管理等幾個方面應(yīng)用。

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