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简述机器人数控技术在机械制造行业中的应用及发展

2020-03-30 393 上传者：管理员

摘要：智能机器人数控技术凭借其自身的独特优势，备受机械行业的青睐。且该技术作为当前现代化机械设备实现智能化、自动化发展的重要基础，以及机械制造行业的核心，在制造行业与经济发展中占据着不可替代的重要地位。据此本文就针对智能机器人数控技术在机械制造行业中的实践发展进行了了详细的分析，期望能够为此行业长远发展提供一定的帮助。

关键词：
发展
数控技术
机器人
机械制造
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在我国各大产业中，机械制造行业是最重要的一大产业类型，机械制造的发展水平与国家综合实力密切相关。近年来，我国机械制造行业也实现了良好发展，获得了显著成果，精密性与精确性都在不断提高。而在后续发展过程中，机械制造行业势必会朝向小规模、多类型、个性化定制、高精确制作等方面发展。在许多生产阶段，对操作精确度要求都很高，而利用人为操作模式，很容易出现失误，进而对机械制造效率与质量造成影响。因此，应根据实际情况引用智能机器人数控技术，以最可靠、精确、有效的方式提升机械制造水平^[1]。

1、数控技术发展

目前，我国实际生产中，所需高精确度与较复杂的数控系统设备等依旧需要进口采购，但智能机器人数控技术在我国的发展依旧是必然趋势。现阶段，机械制造技术的发展方向主要集中于自动化、集成化、网络化，随之数控技术也开始朝向智能化与多功能化方向发展^[2]。数控技术工作具体流程，如图1所示。

图1 数控技术工作流程

2、智能机器人数控技术优势特点

智能机器人数控技术能够在很大程度上提高机械产品质量与精确度。在机械制造时，引用数控技术，可显著提高机械制造质量及其精确性，并快速提升制造效率与整体水平。在机械制造作业时，同类型工作加工不同的零部件，引用智能机器人数控技术，便可以节约时间与精力，在确保质量的基础上高效快速完成。智能机器人数控技术可以使得工艺参数与流程等全面优化与健全，以此简化生产流程，节省不必要环节。传统机械制造生产工艺对各种产品加工生产所需参数各不一致，所以需要消耗过多时间与精力。但是利用智能机器人数控技术，可以在加工生产过程针对不同规格的零部件，选择提前设置的参数直接投入引用即可。

传统机械制造过程中，通过加工车床加工各种产品，需设置相应指标与参数，在设置时，只能够暂停生产，不能确保生产连续性，这就使得生产效率严重下降。但是利用智能机器人数控技术，在改变参数时，不需中断生产，可以直接修改规格参数，从而使得生产过程顺利有效完成，并保证生产效率与质量。在机械制造切实应用中，智能机器人数控技术可体现出各式各样的优势，以此满足灵活性调整，在需要进行零部件尺寸调整时，只需调整数控设备参数。在定位工件时，一般主要利用传统处理方式，便可以满足多尺寸工件加工。智能机器人数控技术的有效应用能够进一步实现模块化作业，以此提高效率。另外，智能机器人数控技术的广泛应用，还在很大程度上为电子技术、计算机辅助制造、自动化控制技术应用奠定了坚实的基础^[3]。

3、智能机器人数控技术设计思路

所谓智能机器人数控技术的作用是将机械制造从人力操控转变为自动化或半自动化操控，基于电脑编程进行机械加工。数控技术集合了光机电技术、计算机技术、传统机械技术，突出优势在于整合性良好，即精确度较高、自动化水平较高、效率良好、成本低等等。数控技术设计思路主要有4点，①技术人员测量产品，以此获得数据信息与图纸；②通过编程软件将产品数据转化成程序；③基于数控设备现场复制程序，即智能机器人与数控机床；④技术人员调控程序实现生产。数控技术实际应用时，以计算机程序为辅助，既需要编码器与传感器等各种电子设备，又需要自动化控制技术^[4]。

4、智能机器人数控技术的机械制造

4.1 传感型智能机器人宏程序应用

在工业生产区域内，机械设备是机械制造的基础条件，然而在一些较为恶劣的生产环境下，人工操作难度较大，却又无法满足生产需求，对此引用智能机器人数控技术进行机械制造，可以实现智能化与自动化生产。传感型智能机器人也称之为外部受控机器人，可以被外部计算机所控制，能够针对传感信息进行处理以及实际操控。

就某零部件生产制造为例，其半径为100，是对称的圆柱体金属圆盘，需在圆盘四周边缘挖出四个原点在圆上均等的半圆形凹槽中，并假设圆盘中心坐标为（100，50），此零部件可利用宏程序操控智能机器人，如图2所示，以此为加工参数。在零部件加工过程中，调用宏程序语句为XYZR⁃FIABH、Pxxxx、G65，宏程序序号为xxxx。宏程序语句中，X，Y分别代表圆柱表面圆心坐标；I代表切削度数；A代表钻孔固定点坐标；B代表孔深；H代表孔数目。在零部件加工过程中，需调用指令是H8、45、100、A15、I、500、Y、50、X100、Pxxxx、G65等，这样智能机器人就可以自主进行同类零部件数控加工作业。

图2 圆弧等分孔

4.2 交互型智能机器人规划轨迹应用

就机械制造加工而言，抛光是非常关键的阶段，在传统机械制造中，抛光极易由于人为失误导致零部件损坏，从而降低机械制造生产效率与质量。而利用智能机器人数控技术，可以大大降低抛光加工的损耗率，并减少零部件由于抛光被损坏的几率，与机械制造的智能化、自动化发展需求相符。

交互型机器人实际上就是可以实现人机对话，且作出指定动作的机器人，此类型机器人更具智能性，且可以就实际情况采用有效的处理与决策功能，同时还具备接受外部人工控制的相关功能，从而能够快速提升机械制造抛光作业效率与水平。运动轨迹规划与生产是交互型智能机器人的一大主要功能，其对机械制造零部件的形状与精确度有着直接性性，在进行设计时，应利用自动抛光系统与CAM软件模块相结合，便可实现零部件多轴铣加工扫描，并进行整个零部件扫描，基于获取全部信息，对零部件表层进行数控抛光加工，以此提高零部件抛光效率与质量。

4.3 自主型智能机器人激光检测技术应用

自住型智能机器人实际上就是不需以设计人员与操作人员为辅助，便可以自主鉴别工作环境，进而自动完成拟人任务的机器人，智能化与自动化水平相对更高。自住型智能机器人还具有一定的自主性与交互性等，通过传感器数据处理、图像识别、驱动器控制等相关功能模块，可以自主完成机械制造，对于机械制造行业实现智能化与自动化发展具有十分重要的现实意义，是促进我国工业实现无人化发展的主要载体。

通过自主型智能机器人生产汽车零部件的时候，可通过智能机器人激光检测技术，进行零部件尺寸检测，并发挥传感器、图像识别、驱动器控制等相关功能，进一步识别汽车曲轴、凹轮轴等零部件垂直度、直线度、密度等位置具体尺寸，以此通过检测零部件尺寸，判断零部件制造与加工精确度。自主型智能机器人的技术分辨率可以达到大约1μm，实践价值不可估量。

4.4 自主型智能机器人编程离线操作应用

自主型智能机器人的主要特性是自主性与适应性，自主性实际上就是其可以不依赖外部控制在既定环境下，自控式完成任务，适应性则是其可以实时识别周围环境，并据此变化调整参数，从而应对紧急状况。在机械加工过程中，适用区域范围在不断扩大，随着工作复杂性不断极大，离线编程操作逐渐替代了传统数控机床加工操作。

智能机器人可以以弯曲金属板为辅助，把基于CAD图形仿真方法与离线编程的CAD信息辅助设计智能机器人进行单元设计，同时，还可将机器人作为仿真加工平台，实现工业智能机器人切削加工式原型系统与处理系统平台全面构建，以此有效处理2D与3D等工业零部件加工。在生产制造中，智能机器人可充分发挥自主性与适应性，并就具体状况有效识别，选择与设计人员规定标准相符的加工方案^[5]。

5、结语

综上所述，机械制造行业对于社会经济发展而言，具有不可替代的现实意义，且对于我国综合发展发挥着一定的促进作用。智能机器人数控技术可加快机械制造产业发展速度，机械人数控能够显著提升生产效率与精确性，这与机械未来长远发展密切相关，也是其实现发展的主要动力。因此，积极采取有效措施，在机械制造实践发展中广泛应用智能机器人数控技术势在必行。

参考文献：

[1]魏志丽.智能机器人数控技术在机械制造中的应用[J].现代制造技术与装备,2017,(5):146-147.

[2]张雪.浅谈智能机器人数控技术在机械制造中的应用[J].海峡科技与产业,2019,(1):78-80.

[3]郭崇净.浅谈数控技术对于机械制造的现实意义[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016,(2):226-227.

[4]魏大巍.智能机器人数控技术在机械制造中的应用探讨[J].时代农机,2018,308(6):198-198.

[5]李桐顺.数控技术在机械制造中的应用和发展[J].科学与财富,2017,(8):76-76.

李娜.基于机器人数控技术的机械制造行业实践发展[J].粘接,2019,40(8):187-189.