工業機器人在數控機床中的運用分析

陳星

摘 要： 近些年來，信息化技術正在獲得迅速改進，各個行業生產以及日常生活都不能缺少數控技術作為保障。在新時期的工業領域中，工業機器人構成了其中不可或缺的一項關鍵技術，工業機器人適合運用于新型的數控機床，在此前提下獲得生產實效的全面提高。然而實質上，在數控機床的具體操作中如果要全面引入工業機器人作為輔助，那么還需配備多層次的配套技術。為此針對現階段的機床生產來講，技術人員有必要明確在數控機床中運用工業機器人的基本原理及技術特征；結合數控機床運用于日常生產的現狀，探求可行的改進措施。

關鍵詞： 工業機器人；數控機床；具體運用

引言：

與傳統加工模式相比來講，數控機床建立于自動數控技術的前提下。因此可以得知，此項技術有助于從根源上消除過高的工業成本，同時也提升了數控生產的實效性。由此可見，工業機器人適合運用于新形勢下的工控生產，尤其適用于數控機床[1]。這是由于，工業機器人輔助下的機床操作模式具備更明顯的簡便性與穩定性，針對各種類型的數控產品都能予以實時性的生產。同時，新型的數控機床還有利于擴大整個機床的產能范圍，針對產業結構予以全方位的調整，因此縮小了數控流程中的操作難度。

一、數控機床運用工業機器人的可行性

數控機床運用于新形勢下的工業生產，這種措施有助于從根源上消除過高的工業成本，對于整個流程的實效性也進行了全面提高。在這其中，工業機器人體現了十分鮮明的價值。在數控機床的各項操作中如果能借助工業機器人，就可以體現更高水準的柔性加工，同時也在較大限度內縮短了工業加工消耗的時間[2]。具體來講，數控機床可以適用自動操控的工業機器人，此項措施表現為如下的可行性：

工業機器人具備更強的柔性與更高的加工精度。從加工能力的角度來講，工控機器人可以自動補償誤差，因此體現了誤差補償的基本技術特征。除了自動式的誤差補償之外，工業機器人相比來講還具備更好的柔性特征。這是由于，針對不同類型的工件而言，工業機器人都能選擇與之相應的夾具及其他生產設施。在必要的時候，針對機床角度應當能進行精確的調整，確保符合最根本的精度指標。此外，工業機器人符合了更高的自動化水準，因此整體上表現為更強的自動化加工性能。從用戶角度來講，用戶只要簡單進行相應的設備維護就可以了。具體在操控機床時，用戶只要遵照特定的流程來完成按鍵操作，就能實現完整度較高的機床加工。

二、具體的技術運用

隨著數控技術的更新與改進，數控機器人整體上表現為更高的智能化與靈活性特征，這種趨勢在客觀上有助于提升機器人具備的自動操控性能。目前的狀態下，很多數控機器人都表現為更強的智能化特征，因此更適合運用于現階段的數控加工中。具體而言，現階段的數控機床運用工業機器人的流程和方法應當包含如下：

（一）基本操作流程

具體在操作時，工業機器人應當連接于數控機床，在二者連接的前提下就能完成全過程的信息識別以及數據交換。由此可見，工業機器人可以借助I/O的單獨接口來實現全程性的生產操控。數控機床本身設有防護門，此類防護門可以自動進行開啟。然而，只有當主軸處在靜止狀態下并且夾具全部開啟之后，機器人才能完成與之相應的零件裝卸操作。在機床就緒的基礎上，對于整個機床應當密切關注報警與急停的情況。

技術人員在預備就緒后，系統將會發出實時性的裝料或者卸料信息，然后機床就會進入與之相應的操控與加工過程。因此可以得知，上述過程不能缺乏安全互鎖的機制。依照PLC的流程來實現整個的操作控制，機器人設有NC的操作流程，因此有助于防控突然出現的安全故障，保證了機床本身的安全性。

（二）數控加工的實例

具體在開展數控加工的有關操作時，選擇了汽車后橋部位的法蘭端面作為實驗對象，同時用于數控加工的還包括軸件的端面孔。在此次加工中，數控加工中心設計為臥式的雙面結構，在此過程中引入了模塊化原理運用于機床設計。針對數控加工可以劃分為刀庫部分、夾具部分與獨立單元等。在上述的各個模塊中，加工單元分別位于左側與右側的位置上，Z坐標可以左右實現移動，橫坐標負責完成進給操作，而縱坐標負責上下移動主軸箱，從而實現相應的進給操作。此外，固定夾具被安裝在獨立的中間單元位置上。整個加工中心的結構設計為分體式的基本結構，軸承可以上下旋轉，此種設計模式符合了外傾角與后橋的基本特征。

數控機床具體在進入加工流程之后，工業機器人可以作為搬運上下工件的必備設施。在這其中，工業機器人具體包含了執行機構、檢測工件的裝置、機床驅動的裝置、機床控制系統及其他相關裝置。在上料與下料的各個環節中，機床都能結合特定的節拍來完成相應的移動。這是由于，技術人員已經在控制機器人的系統中存儲了PLC程序。在完成存儲的前提下，整個機器人就能隨時改變上料與下料的速度和動作幅度。機床本身應當是獨立布置的，各個流程都具有各自的特征。

（三）完善邏輯控制

數控機床如果要順利完成全過程的移動，那么不能缺少機床與機器人之間的密切配合。這是因為，數控機床只有實現了與機器人之間的緊密配合，才能密切監控卸料流程以及加工流程。因此經過分析可知，技術人員一旦結束了上述整個的操作流程，就可以打開系統中的防護門。與之相應，如果要關閉系統中的防護門，則要等待關閉指令發出，并且完成機器人以及機床之間的交互過程。在現實的加工操作中，上述流程大約消耗了四秒左右的時間。因此可以得知，工業機器人有助于縮短軸承復位以及軸承移動消耗的時間，對于整個流程的非切削時間也能進行全面的縮短。

然而不應當忽視，工業機器人即便具備再精密的內部結構，在遇到特殊狀態時也可能陷入故障。為了防控突然出現的機床停機，技術人員可以選擇把人工模式與機器人自動切換的按鈕安裝于機床的某個位置上。系統一旦陷入了突然的緊急狀況，則要立即切換至人工模式，由操作人員負責操控整個機床的暫停或者啟動。系統如果處于上述狀態，則要緊急暫停機器人的各種動作運行，以此來防控意外的出現，保護操作人員本身的安全。

結束語：

隨著技術進步與經濟發展，數控技術逐漸受到了更多行業的認可與接受。在這種狀況下，數控機床也更多運用于現階段的工業生產。近些年來，與數控機床密切相關的工業機器人表現為智能化以及小型化的趨勢，更多企業也逐漸意識到了數控機床運用自動化機器人的必要性。然而截至目前，與數控機床生產密切相關的工業機器人操控技術仍然欠缺完善性，對此亟待進行全方位的改進。未來在工業實踐中，技術人員還需不斷的摸索，因地制宜選擇適當的數控操作措施并且服務于整個數控生產實效性的提高。

參考文獻

[1]周永志，王義. 工業機器人在數控機床中的應用[J]. 金屬加工（冷加工），2014（12）：28.

[2]陳祖爵，王君，顧寄南. WSN在數控機床群與換刀機器人中的應用研究[J]. 機械設計與制造，2012（01）：54-56.

[3]萬軍，呂值敏，楊代強. 無線通信在機器人及數控機床中的應用研究[J]. 科技風，2016（15）：47.