浅谈机电一体化技术在汽车工业机器人中的应用

钱菊

摘要：本文首先分析了在汽车工业机器人中应用机电一体化技术的实际情况，随后阐述了汽车工业机器人的实际应用要求，最后探究了机电一体化技术在汽车工业机器人中的应用，以此来供相关人士交流参考。

关键词：机电一体化技术;汽车工业机器人;应用

中图分类号：TU413.5                                   文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）08-0201-02

0  引言

改革开放的顺利推进使得国民经济呈现出繁荣趋势，而我国科技领域也取得了较大进步。出于跟随时代发展脚步的目的，工业生产者开始将汽车工业机器人投入到生产线运作当中，并在汽车工业机器人中运用机电一体化技术，使得我国的工业领域进入了新的发展阶段。

1  在汽车工业机器人中应用机电一体化技术的实际情况

相比与国际领先水平来说，国内的科技发展水平仍具有较大差距。国内科技发展的基础就是机电一体化，其促进了国民经济的快速发展。而机电一体化技术也是我国汽车工业机器人的研发基础，由于相比于发达国家而言，我国的科技发展史并不长，所以在汽车工业机器人的发展过程存在很多弊端，而想要改善这些弊端需要花费一段漫长的时间。同时，国内汽车工业机器人的精度也无法符合国际标准，也并不具备完善的感知能力。为此，国内相关领域需要加大对于汽车工业机器人研发工作的关注力度。因为无法和国际水平相比拟，所以我们需要紧跟机器人技术的世界发展趋势，从而更好地完善我国的机器人技术。现阶段我国国家部门出台了一批鼓励技术人才的政策，并向人才提供一定的福利补助。同时，国家部门应当向计算机技术提供更多的补助资金，从而推动机器人技术的发展。国内的经济水平会受到科技发展的影响，而机器人技术又属于当前国内科技领域的关键技术。当国内机器人技术水平得到提升，就会推动国民经济的快速发展，进而提升我国的国际地位。因此，我国需要对技术人员进行鼓励，激发他们研发汽车工业机器人的动力，以此来推动国内科技领域的快速发展。

2  汽車工业机器人的实际应用要求

2.1 对精度维持效果和末端负载性能具有高要求

在使用汽车工业机器人的初级阶段，使用者都能感受到机器人稳定的性能及良好的精度所发挥的优势作用，但是随着使用期限的增加，机器人内部的构件会被磨损，这不仅会降低机器人的精度，还会影响到机器人的性能。而之所以出现这种情况，是因为为了保持工业生产对精度提出的标准要求，机器人需要长时间重复单一的运作，长此以往机器人内部的构件就会被磨损。不过，相较于普通构件来说，末端负载方面的问题造成的影响会更大，它会影响到机器人的定位精确度，并且传动链处的偏差会逐渐加大，最终会导致机器人末端无法按照规范要求来进行运动，进而阻碍机器人性能的稳定发挥[1]。

2.2 对机器人的装配精度具有高要求

装配环节是制造机器人工作中最不容忽视的一项环节，如果这一环节出现问题，就会在很大程度上影响到机器人末端的精度。在设计汽车工业机器人装配零件的过程中，如果不能对设计方面的科学性进行全面考察，就会造成在机器人的使用期间，传动链处会发生较大偏差，从而导致机器人无法精准完成动力传递工作，也很难为转轴运动的高效性提供保障，造成汽车工业机器人无法按照预计目标来完成工作[2]。同时，在这种情况下，工厂也不能正常开展工业加工生产活动，生产出来的产品也很难符合规范要求。

2.3 对传动部位的精度具有高要求

相较于大部分行业领域来说，工业领域将机器人引进生产加工环节的时间要更早。在该领域当中，汽车工业机器人的使用规模很大，并且发展空间也很大。根据工业领域中机器人的应用情况来看，直线运动汽车工业机器人和六轴旋转汽车工业机器人的使用频率最高。直线机器人顾名思义就是利用直线运动的方式来进行工作，通常情况下工厂会将其与上下料机械[3]。而六轴机器人则是通过六个转轴来进行工作，能够归属于旋转型机器人的类型。在汽车工业机器人的运作过程中，动力传递是其中重要环节，会对机器人末端的精度产生较大影响。而之所以会出现这一情况，是因为当机器人内部驱动电机的动力传递至末端处的时候，末端处的精度就会受到所有传递部件的精度影响，如果其中任一传递部件的精度和标准不相符，就会在很大程度上影响到末端处的精度。因为工业生产本身就对机器人精度提出了一定要求，所以任何阻碍机器人运作精度的影响因素都应当引起相关人员的重视。我国的机器人技术本身就落后于国际发达国家，很多汽车工业机器人及其配套的减速器都是从国外进口的，这意味着我国还不具备自主研发减速器的技术能力。比如，在我国使用频率较高的行星齿轮减速器就是从日本进口的。另外，现阶段在工业领域中，串联机器人具有较大的应用规模，而这种机器人容易在前段运动发生偏差，并且其传动链处的偏差也是处于逐渐扩大的状态，而这会影响到传动部位的精度。

2.4 对设备零件的精度具有高要求

按照制造规模来说，汽车工业机器人的制造规模较小，所以制造汽车工业机器人被划分到小型精密加工制造业的范畴。相较于大型设备制造工作来说，汽车工业机器人的制造工作更加关注零件精度和设计细节。在制造汽车工业机器人的过程中，技术人员要按照设计规范来进行作业，从而为零件的精度提供保障，使得汽车工业机器人能够按照标准来进行运动，并且运动的精度能够合乎规范，且满足工业生产的需求。其次，在制造汽车工业机器人零件的过程中，技术人员要在结合实际情况的情况下来参考设计方案，保证零件的精度能够和标准要求相符合。零件当中占据关键地位的机械臂、电机是技术人员的重点关注对象，如果这些部件不能按照设计规范来进行加工，就会对汽车工业机器人的运动精度产生严重影响，导致机器人末端精度不符合标准要求[4]。

3  机电一体化技术在汽车工业机器人中的应用

3.1 在智能制造中的应用

汽车工业机器人可以将信息系统中的操作命令接收，并根据技术人员提前设定的程度来进行工作，这样能够使得工业生产效率得到提升。在研發智能汽车工业机器人时，科技人需要融合电子科技、信息技术、机械制造等多个领域的专业知识，使得汽车工业机器人的系统功能更加完善。技术人员按照人类手臂的形态模拟研发出了机械臂，在研发这种元件时，技术人员需要引进精度更高的电子机械技术来使得机械臂的动作更加灵活。同时，技术人员还需要保证机械臂所配套传感器的感知性更强，使得机械臂能够仿照人类手臂功能来完成同样的工作。其次，在智能机器人制造中应用机电一体化技术还能够使得机器人的导航功能能够自动完成[5]。同时，机器人还可以对生产线上产品进行标识，这样可以保证机器人装配的精准性，并保证机器人能够按照预设程度来调配产品。另外，技术人员还可以引进接口技术、传感器技术、电子技术等多种科技，这样能够保证机器人分类的合理性，提升工业化操作的效率，这样不仅能够保证工厂生产效率，还能优化产品性能，为工业企业争取更多的经济利益。例如，在领克汽车生产过程中，由于汽车焊点过多，为了焊接之后的车身细腻外观，领克工厂引入世界顶级KUKA生产线，采用零件尺寸精度达到0.05毫米激光熔/切割焊接技术，506台机器人同时开工，主焊线自动化程度达到100%。

3.2 在机器人作业环境管理中的应用

汽车工业机器人本身就属于高精密度制造设备中的主要类型，在何种环境下工作中会影响到机器人内部的构造元件。出于保证机器人运行稳定性的目的，工业企业需要利用机电一体化技术来对机器人作业环境中的湿度和温度进行控制。在维护汽车工业机器人的过程中，技术人员必须对机器人的性能进行严格把控，按照机器人的实际运行状态来对运行环境进行控制。同时，管理者还要保证汽车工业机器人和配套设备都处在具有合适湿度、温度条件适宜的环境下，尽可能避免机器人由于受环境因素限制而导致生产工期延误。例如，现代数控车床与机器人完美配合，在数控车床上下料，机器人一拖二，全自动化生产，降低生产成本的同时能够极大的提高生产效率，让工人可以从作业环境中解放出来。

3.3 在检测机器人核心元件中的应用

在汽车工业机器人的主要部件中，各个运转轴关节处的减速器占据了其中的关键地位。出于保证机器人稳定运动的目的，技术人员必须将振动传感器配置在所有减速器当中，如果机器人的实际数据能够和机器人的振动状况保持同步，就代表机器人处于稳定的运作状态。如果机器人的振动过于频繁，而且振动的幅度并不小，这就代表减速器出现了问题。另外，技术人员应通过对数据进行实时监测分析的方式来检测机器人各个减速器的实际情况，再按照振动频率来调整数据，提升汽车工业机器人运行的稳定性和安全性[6]。

3.4 在机器人运动轨迹设计中的应用

工厂往往都是按照相应的生产需求来规划汽车工业机器人的运作轨迹的，而这项工作一般都是依靠电子计算机来处理。技术人员必须用数据记录的方式在计算机中录入企业生产位置和机器人运动方位等信息，然后就能够发挥计算机的优势作用来对转动轴的运动量进行计算，同时计算机还能够结合运动学原理来保证计算结果的准确性。另外，生产者还可以利用工控机中的驱动设备来向所有驱动电机发送计算数据，为运转轴提供稳定作业的动力。使得机器人能够按照预计规划的轨迹进行运动，而企业也能按照规范要求来进行生产作业。

4  结束语

综上所述，汽车工业机器人的实际应用对精度维持效果和末端负载性能、对机器人的装配精度、对传动部位的精度、对设备零件的精度具有高要求，而现阶段工业生产者可以将汽车工业机器人应用在智能制造、机器人作业环境管理、检测机器人核心元件、机器人运动轨迹设计等方面。同时，技术人员还应当发挥自身的创新能力来研发新型汽车工业机器人，以此来推动我国工业领域的快速发展。

参考文献：

[1]陈婷，敖茂尧.基于混合式教学模式的机电一体化课程改革研究与实践——以“汽车工业机器人技术应用”课程为例[J].广西职业技术学院学报，2018，11（5）：62-66.

[2]张磊，李广宇，徐峰，孟长伊，杨少奇，张含思，张云硕，李玲玲.液压驱动技术在大型精密播种机上的应用研究[J].内燃机与配件，2020（6）：231-232.

[3]扈凯，张文毅，祁兵，纪要，李坤，严伟.液压底盘在农业机械领域的应用与发展[J].江苏农业科学，2019，47（14）：259-263.

[4]荣莉，王洪新，刘琼，龚冬梅，李鸿宾.基于工业机器人的机电一体化设计课程教学改革探索[J].科技经济市场，2019（2）：98-99.

[5]唐万鹏，崔世钢，李冰，尹静涛，冯佳.机器人控制模块中的执行驱动技术研究——维工作平台电机选型计算[J].大电机技术，2019（2）：75-80.

[6]邵雨露.机电一体化技术在机械制造工程方面的发展方向[J].数码世界，2018（9）：208.