機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

關(guān)峰楠

摘要：國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展也促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)應(yīng)用了各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)有助于工業(yè)生產(chǎn)效率的提高，大量工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)線的應(yīng)用已經(jīng)充分解放了大批量勞動(dòng)力，同時(shí)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)。當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)必將是未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)的主要發(fā)展趨勢(shì)。本文以機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用為主題展開(kāi)討論，希望能夠有效預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;工業(yè)機(jī)器人;應(yīng)用趨勢(shì)

當(dāng)前社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度越來(lái)越快，人力資源和時(shí)間成本越來(lái)越高，為了積極節(jié)約人力成本大幅度提升生產(chǎn)勞動(dòng)效率，就必須將現(xiàn)代化電子技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械化生產(chǎn)線中，也就是目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)日漸成熟的機(jī)器人技術(shù)。將機(jī)電一體化技術(shù)與人工智能技術(shù)有機(jī)結(jié)合，能夠?qū)π畔⒌臎Q策、模擬和處理以及系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)生較強(qiáng)的判斷功能。通過(guò)機(jī)電一體化的應(yīng)用會(huì)逐漸對(duì)工業(yè)生產(chǎn)模式帶來(lái)歷史性和社會(huì)性的變革。

一、機(jī)電一體化的發(fā)展概況

第一個(gè)發(fā)展階段：上個(gè)世紀(jì)六十年代之前就已經(jīng)產(chǎn)生了機(jī)電一體化的發(fā)展端倪，在機(jī)電一體化的發(fā)展初期，機(jī)械產(chǎn)品的一部分功能和性能都是依靠人們利用電子技術(shù)來(lái)改善的。直到第二次世界大戰(zhàn)，電子技術(shù)受到來(lái)自軍事裝備升級(jí)的現(xiàn)實(shí)需要和刺激，為了有效促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的性能，電子技術(shù)水平得到持續(xù)進(jìn)步和改善。在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期結(jié)束后，機(jī)電一體化技術(shù)以及電子技術(shù)便順利的轉(zhuǎn)為民用，當(dāng)時(shí)歐洲很多國(guó)家日漸蕭條的經(jīng)濟(jì)已經(jīng)得到了快速的恢復(fù)，但是當(dāng)時(shí)的電子技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)水平還不夠成熟和穩(wěn)定，于是在當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件下，機(jī)電一體化技術(shù)沒(méi)能得到大規(guī)模的推廣。第二個(gè)發(fā)展階段：上個(gè)世紀(jì)七八十年代，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)都以通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)。在這一時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)也開(kāi)始得到工業(yè)界的認(rèn)可和推廣，很多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、科技水平先進(jìn)的地區(qū)開(kāi)始向機(jī)電一體化投去了更多的目光;第三個(gè)發(fā)展階段：上個(gè)世紀(jì)九十年代末期，智能化的發(fā)展方向成為機(jī)電一體化的發(fā)展新方向，此時(shí)的機(jī)電一體化發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了全新的發(fā)展時(shí)期，這個(gè)時(shí)期的信息技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、通信技術(shù)等都與機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生了融合與應(yīng)用。這一時(shí)期的機(jī)電一體化分析、建模以及集成等內(nèi)容研究都取得了一定的成就。這一時(shí)期的光纖技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)都取得了一定的成果，機(jī)電一體化的發(fā)展只有建立在各項(xiàng)進(jìn)步的技術(shù)基礎(chǔ)之上，才能積極建立機(jī)電一體化的完整體系。我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)八十年代就已經(jīng)在各個(gè)高校展開(kāi)了機(jī)電一體化技術(shù)研究，因此各個(gè)研究所、高校等科研部門已經(jīng)在機(jī)電一體化領(lǐng)域取得了豐碩的研究成果。

二、當(dāng)前在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用機(jī)電一體化的總體情況

當(dāng)前機(jī)電一體化的最重要應(yīng)用體現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人中，工業(yè)機(jī)器人也被稱作是工廠中的自由度機(jī)器人和多關(guān)節(jié)機(jī)械手，這些工業(yè)機(jī)器人能夠通過(guò)接受不同的指令，按照既定預(yù)先設(shè)置好的程序來(lái)完成規(guī)定的生產(chǎn)動(dòng)作，這是當(dāng)前智能制造和機(jī)電一體化的有機(jī)結(jié)合與應(yīng)用。研發(fā)智能機(jī)器人需要具備較高水平.的人工智能、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)以及電子等多個(gè)學(xué)科知識(shí)，并且還需要同時(shí)有效提升各種零部件的精密度和針對(duì)集成電路板的大規(guī)模組裝能力。

在工業(yè)生產(chǎn)中能夠?qū)θ说氖直燮鸬礁邩?biāo)準(zhǔn)模仿作用的便是工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂，因.此需要針對(duì)工業(yè)機(jī)器人中機(jī)械臂高精度的控制技術(shù)進(jìn)行有效研發(fā)，最終能夠精確的通過(guò)傳感器和關(guān)節(jié)傳遞等實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂具有人手觸覺(jué)的高級(jí)感知能力，最終能夠讓工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂在加工和生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)靈活的操作。這些工業(yè)機(jī)器人還具備高水平的自動(dòng)導(dǎo)航能力，通過(guò)導(dǎo)航能力的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)線上產(chǎn)品的搬運(yùn)和裝卸，對(duì)出庫(kù)和入庫(kù)的成品及零件進(jìn)行及時(shí)的調(diào)配。當(dāng)前很多生產(chǎn)線上都已經(jīng)裝配了負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)男C(jī)器人，這些運(yùn)輸機(jī)器人可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行快速的分類，于是不僅能夠有效提升勞動(dòng)生產(chǎn)質(zhì)量，更能夠減輕人力勞動(dòng)生產(chǎn)成本。

三、關(guān)于未來(lái)在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)應(yīng)用在工廠“生產(chǎn)線上的工業(yè)機(jī)器人將會(huì)更加有效的提高機(jī)器人的感知系統(tǒng)，這些機(jī)器人可以隨時(shí)針對(duì)周邊的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，這樣能夠隨時(shí)感知周邊的生產(chǎn)設(shè)備是否存在故障，當(dāng)然要想實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的高水平感知功能就需要積極攻克圖像處理以及視覺(jué)傳感器等零部件和系統(tǒng)的技術(shù)難題。在未來(lái)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)電一體化應(yīng)用過(guò)程中，需要建立高精度的物理模型，這些模型的構(gòu)建目的是用來(lái)應(yīng)對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的一些不確定性。當(dāng)前的人工智能技術(shù)發(fā)展是研究的熱點(diǎn)方向，因此機(jī)電一體化也將會(huì)在機(jī)器智能化的發(fā)展方向上成為運(yùn)行及應(yīng)用的核心，在應(yīng)用生產(chǎn)中參照人類的某些行為針對(duì)人工智能工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和改造。雖然機(jī)電一體化技術(shù)與工業(yè)機(jī)器人相融合，能夠?qū)崿F(xiàn)在某些行為上對(duì)人類行為進(jìn)行高度的模仿，但是要想完全實(shí)現(xiàn)人類在生產(chǎn)中的作用與功能還需要不斷的開(kāi)發(fā)其他相應(yīng)的智能技術(shù)，以求工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中與人類產(chǎn)生更加相近的行為和動(dòng)作。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)在迅速發(fā)展的過(guò)程中促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)在很多工業(yè)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。在工業(yè)的升級(jí)改造過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)和應(yīng)用已經(jīng)提升了工業(yè)生產(chǎn)效率，當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)與工業(yè)機(jī)器人的有機(jī)結(jié)合，已經(jīng)徹底改變了人們生活的方方面面，展望未來(lái)全面智能時(shí)代的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)，必將給人們帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)品服務(wù)。

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