汽车工业机器人中机电一体化技术的应用研究

褚金岳 杨文珺

摘 要：社会经济的日渐繁荣，加快我国各行各业的现代化发展进程，我国的生产制造业也取得明显的进步。企业在生产与发展过程中，成熟和灵活的使用机电一体化技术，充分发挥一体化技术在智能制造中的作用，加快了制造业的现代化发展步伐。对于新型的制造产业来说，过去的制造模式有一些不足存在，逐渐被人们淘汰。结合现阶段来看，将机械技术和科学良好结合的机电一体化技术的应用，大大的提高了汽车工业生产的效率与质量，大量工业机器人的产生创新和优化了过去常应用的制造模式，节省人力，生产效益更为明显，基于汽车工业机器人的优势，未来汽车工业机器人将与机电一体化良好的融合到一起，共同完成现代化生产作业。本文针对企业工业机器人中机电一体化技术的应用展开分析，力求通过全面的分析，为企业以及相关从业人员的工作实践提高有效参考。

关键词：汽车 工业机器人 机电一体化技术 应用 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

在當下社会，人们的生产与生活的节奏都变得很快，时间与人才就是金钱的一个体现，为了可以节省时间与人力资源成本，人们尝试在机械生产作业过程中使用电子技术，伴随经验的积累和科学技术的日渐成熟，慢慢工业机器人出现和广泛应用。工业机器人的应用实现了智能化的生产与智能化管理，也解决以往人工劳动力过多问题。汽车工业机器人中机电一体化技术的应用，实现了系统的自动化检测与信息的自动化处理，也可以进行自动模拟与决策判断，充分体现对生产全过程的智能化观看，革新工业生产模式，使人类社会的发展有一个巨大飞跃。所以，当下以及未来人们还需加大对该领域的研究与实践，为汽车工业机器人中机电一体化技术的应用提供更多参考资料，提供更多的应用举措，促使其更好的被应用，发挥新技术的最大能效，助力生产作业高效开展。

2 汽车工业机器人中机电一体化技术应用现状

我国的科学技术水平与国际的领先水平相比较，依旧有一定的差距。我国的科学技术开发时把机械电子学作为基础，加快国民经济的进一步发展。同时，机械电子学技术作为我国汽车领域机器人研究和开发的重要基础。和那些经济发展较好的国家相对比，中国的科学技术发展相对缓慢，开发史并不长，在汽车工业机器人实际开发过程中出现很多不足，要想优化这些不足需要一段时间。

另外，我国国内的汽车工业机器人的精度也不满足国际要求，缺失灵敏的感知能力。所以，国内的相关领域应该加大人力与资金的投入，进一步开发汽车工业机器人。我国和西方发达国家的国情不同，所以无法与国际水平相比较，不过，我国也要立足国情，不断创新发展，紧随直接技术的发展趋势，以免严重的落后于国家技术水平。

如今，我国相关部门陆续出台了相关政策，提高技术人员的技术研发信心，同时国家也为技术人才提供了特定的福利补贴，解决人才的经济困扰。我国的经济水平受到科学技术发展的很大影响，机器人技术作为我国国内科学领域一个关键技术，伴随我国机器人技术的进一步发展与技术水平的不断提高，科学技术也会反作用于经济加快经济的发展，之后也会提高我国在国际的影响力与竞争力。所以，为了鼓励我国的科研人员，加快国内产业技术的创新与发展，迫切需要加强技术人才的建设，刺激汽车工业机器人开发人员，使其更加积极和主动与全身心投入技术科研中[1]。

3 汽车工业机器人中机电一体化技术的应用要求

3.1 精度的维持效果及末端负载性能的要求

汽车工业机器人开始应用时，人们感受最最大的是机器人的稳定性与精度的应用优势。不过，伴随应用时间的增加，机器人内部的一些部件会出现严重的磨损，这不仅会影响机器人作业的精准度，也会对机器人应用性能带来一定影响。导致此类情况的主要原因为：为了可以在工业生产要求下生产的生产，需要经过很长一段时间的反复和单一的工作。但是，从长远的角度来看，汽车工业机器人内部的零件是能够进行佩戴的。不过，和一般构成要素相比较，末端的负载将变大，会影响机器人定位的精准度，还有增加变速器链接的误差，导致汽车工业机器人末端部无法按照规格与要求动作，影响机器人整体的稳定性[2]。

3.2 机器人装配精度的要求

组装和装配对机器人的制造有很大影响，若是该部分出现问题，将影响机器人的端部的精准度。一般在汽车工业机器人各组装部件的设计环节，若是无法进行科学的调查设计，那么在机器人应用时会出现传输链的偏差过大问题，导致机器人不能够正确和良好的完成输电作业。与此同时，也无法确保旋转轴运动的实效，经常出现汽车工业机器人无法按照预期的目标有效完成作业状况。而且在这类情况下，工厂也无法进行工业处理与生产活动，导致所制造的产品无法满足规格与相关要求。

3.3 传动部位精度的要求

和大多数产业相比较，之前是通過倒入机器人来进行生产与处理。但是在该领域，汽车工业机器人被广泛使用，应用的规模很大，同时开发的空间也较大。结合汽车领域工业机器人的实际应用情况我们会得到这样的信息：汽车工业机器人使用多以直动机器人与旋转轴机器人的应用频率最高。他们的使用就如其名称一般，线性机器人在应用过程中使用的为直线运动的方式。一般，六台旋转机器人有六个不同移动的转轴在运行，因此通常会把其与加载器与卸载机器相连接。汽车工业机器人在运行时，动力传输作为关键环节之一，会影响机器人端部的精准度。究其原因得出：如果机器人内部的驱动马达电源百运送于端部区域时，端部的精度将受到全部发送部精度的影响。若是传送部的精度和规格出现了不一致的问题，那么端部的精度就会受到较大的影响。因为产业生产经济成本提示汽车工业机器人的精度特殊的要求，所以那些妨碍到机器人操作的正确性的各个因素应该引起重视。外观的工业机器人技术水平与发达国家相比较为落后，多数汽车工业机器人以及所使用的减速机设备都是从国外引进，这在一定程度上表明我国依旧缺少开发原剂技术的能力[3]。

以游星此轮减速器设备为例，我国所使用的多数是从日本进口的。同时，在我国汽车工业机器人生产领域，也广泛的使用了串行机器人，这类机器人多数是向前移动，而且传输链有很大的变差，对传输部精准度带来很大的影响。

3.4 设备零件精度的要求

因为制造的规模有很大的不同，所以一般汽车产业机器人制造的规模并不是很大，汽车工业机器人内部构造中多以小型的精密器件为主。这和大型的机械制造作业相比较，汽车工业机器人在制造期间会更加的关注零部件精度与细节的设计。人们在汽车工业机器人制造环节，技术人员会按照设计的规格完成各个动作，大大的保障了零部件的精准度，使汽车工业机器人可以依据规格与预先轨迹进行运行和移动，从而为生产的精准度做保障。此外，在汽车产业机器人的部件制作环节，技术人员也会按照实际情况，参照设计与规划的计划方案进行生产制造。机械臂与马达是主要部分，也是技术人员较为关注的要点，若是此类部件无法按照设计的规范来进行处理，那么会影响到汽车工业机器人运动的精度，最终出现机器人精度无法满足标准要求的现象。

4 汽车工业机器人中机电一体化技术应用举措

4.1 智能制造环节的应用

汽车工业机器人能够接收到信息系统所发出的操作命令，按照技术人员预先就设定好的程度完成各项作业，明显的提高了工业生产的效率。人们在对智能化汽车工业机器人进行研发过程中，一般会融入机械制造领域的知识，信息技术与电子科技方面的专业理论知识，这使汽车工业机器人应用功能更加完善，系统也得到优化和更加的完善。技术人员结合人类手臂的整个形态与动作轨迹模拟研发出机器人机械臂[4]。

为了使机器人的机械臂运行更加的灵活，技术人员控制机械臂的配套传感器设备性能处于最佳水平，保障配套的传感器设备有着更强的感知能力，尽量达到像人类手臂那样灵活的进行各项操作，在智能化机器人制造期间使用机电一体化技术。把其应用到机器人的导航模块，技术的应用使机器人能够自动完成导航操作，另外它还能够智能化的对生产线上的产品进行标识，大大的保障机器人装配的质量，确保装配的精准度，也确保机器人可以根据预设的程度对产品进行调配。

还有就是技术人员能够引进和使用先进的借口技术与传感器技术以及电子技术等一系列的新技术，可以保障机器人的科学合理的分类，提高工业化操作与运行效率，也可以保障工厂的生产效率，优化产品的性能，拉动工业企业经济的发展，获取更大的效益。

以领克汽车为例，其在汽车生产期间，因为汽车的焊接点较多，为了保障焊接过后汽车车身有一个细腻的外观，领克工厂引入了在世界都较有名气的KUKA生产线，所使用的零部件尺寸精度能够达到零点零五毫米的激光熔与切割焊接技术，几百多太机器人一起运行，主焊线的自动化程度水平达到了百分之百。

4.2 作業环境管理期间应用

汽车工业机器人在运行期间内部构建的精度会受到环境因素的很大影响，为了保障机器人能够稳定和安全的运行，产业界应该在应用机器人过程中做好作业环境的管理，使用机械电子技术来控制和调整环境中的温度与湿度。在操控汽车工业机器人期间，技术人员要严格的观看机器人，结合实际状态来调整行驶的环境，确保可以发挥机器人的最佳性能。另外，经营者在环境控制期间因为一些差错会引发延迟生产的问题，此时应该在适当的温度与湿度条件下，使用汽车与机器人辅助运行设备，维持生产作业正常运行，以免影响生产进度[5]。

例如，现代车床与机器人的合作生产作业中，车床的加载与卸载时，机器人的使用实现了自动化生产，另外也控制生产成本的最低，明显的提高了生产效率。

4.3 运动轨迹设计时的应用

一般工厂会按照实际生产需求来规划和设计汽车产业机器人运行轨道，因为该项工作有一定的难度，所以一般会交给计算机设备进行处理。在使用计算机技术进行处理时，技术人员借助计算机技术的优势，应用数据记录的方式把产生的位置信息和机器人移动的方向信息全部输入到计算机系统，计算旋转轴实际运行数据和信息。应用计算机也能够按照运动学的原则来进行计算，保障了计算结果的精准性。与此同时，制造商方可以驱动装置把计算的数据信息传送给每一个驱动马达，能够为工业计算机设备便于对轴进行稳定操作的电力。工业机器人能够根据预期轨道轨迹来运转，企业可按照要求来进行生产作业。

4.4 核心元件检测中的应用

工业汽车机器人内部主要构成，包含了各个行驶肘关节的减速器设备，该设备占据着十分关键的位置。为了保障机器人能够稳定的运行和移动，技术人员在工作中要利用所有减速器设备构成振东传感器设备。若是机器人显示运行期间实时运行的数据可以伴随机器人运行过程中振动的变化进行记录，可以判定此时的机器人是处于一种稳定的运行状态。若是减速机设备出现大幅度的振东，可判定此时的机器人出现过于频繁的振东。技术人员在工作中实时对汽车各个减速器设备的实际运行数据进行检测和分析，之后结合最终的结果调整振东频率，可增强汽车工业机器人运行的稳定性与安全性[6]。

5 汽车工业机器人中机电一体化技术的应用

未来的一段时间，伴随我国科学技术的发展和日渐成熟，会大大的增强工厂生产感知系统的功能，方便对周围设备进行检测，检测周围的设备是否出现故障等。这些对技术有着较为严格的需求，不仅要攻克传感器技术与图像处理技术的难关，也要构建一个高精度物理模型，以此来应对生产期间出现的各类不确定性问题。人工智能是当下和未来人们研究的热点与重点，未来机电一体化技术的不断发展，会和智能化技术融合，将机电智能化作为运行的逻辑与核心，使用不同的思维模式，参考人类的一系列行为升级和发展人工智能[7]。

6 结语

伴随我国改革开放程度的加深，我国经济得到进一步发展，科学技术日渐成熟，很多新型智能技术产生和被应用到各行各业中。如今，我国已经步入到全新的发展阶段，工业生产者在生产期间使用了汽车工业机器人，尝试把机械技术应用到汽车产业机器人中，这意味着我国生产领域跨入到全新的一个阶段。因为汽车工业机器人中机电一体化技术的应用对于精度的维持效果与末端负载的性能以及机器人装配的精度和传动部位的精准度等有着严格的要求，所以，当下大部分工业生产者在汽车工业机器人的应用过程中，主要在智能化制造与机器人作业环境的管理等几个方面应用。

参考文献：

[1]王金海.探究机电一体化技术在工业机器人中的应用[J].科技风，2021，（14）：10-11.

[2]陈烨强.工业机器人中机电一体化技术的应用分析[J].中国设备工程，2021，（09）：33-34.

[3]黄旭.机电一体化技术在工业机器人中的应用[J].中国高新科技，2021，（08）：136-137.

[4]南博.论述机电一体化技术在工业机器人中的应用[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2020，（07）：190-191.

[5]卢永霞，杨辉静，罗肖培. 机电一体化技术在工业机器人中的应用研究[J]. 南方农机，2020，51（12）：192.

[6]朱光霞.机电一体化技术在工业机器人中的应用[J].内燃机与配件，2020，（02）：235-236.

[7]赵森，刘然.工业机器人中机电一体化技术的应用分析[J]. 中国新通信，2019，21（22）：118.