淺談智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

韓志國，呂富華

（山東威馬泵業(yè)股份有限公司，萊蕪 271100）

當(dāng)前時代快速的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制造已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前的社會，未來對機(jī)械制造的要求是高精度制造、短生產(chǎn)周期、定制個性化、小規(guī)模多種類，將傳統(tǒng)的人為操作造成的失誤降低到最小范圍。現(xiàn)階段的智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，在繼承傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點以外，還具備傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床所不具備的機(jī)械智能化、自動化以及機(jī)械設(shè)備復(fù)合化等特點，這一技術(shù)必定會在后續(xù)的機(jī)械制造行業(yè)中大放異彩。

1 數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢分析

數(shù)控技術(shù)具有以下兩點優(yōu)勢：首先第一點，高精度加工。數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)在剛度以及熱穩(wěn)定性方面具有較大的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)大切削用量的強(qiáng)力切削，通常會選擇多軸聯(lián)動的方式，通過利用高動態(tài)響應(yīng)的進(jìn)給系統(tǒng)來達(dá)到微米級直線軸定位功能。數(shù)控技術(shù)通過結(jié)合先進(jìn)的控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)的控制以及誤差補(bǔ)償?shù)闹悄芑@樣就可以將廢品率有效降低，將生產(chǎn)效率大大提高。其次第二點，能夠?qū)崿F(xiàn)定制化的生產(chǎn)。利用數(shù)控機(jī)床可以實現(xiàn)柔性化的制造，將復(fù)雜的生產(chǎn)線替換掉，自動化的加工精密復(fù)雜的產(chǎn)品表面，方便進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)及新產(chǎn)品的研發(fā)工作。

2 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造的發(fā)展現(xiàn)狀

為了實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，國家層面也要求制造行業(yè)不斷進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級換代，智能制造登上歷史舞臺。對于智能制造，最能代表的就是智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，當(dāng)前機(jī)械制造行業(yè)對于智能機(jī)器人的需求量也逐年上漲。從我國智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展來看，大致經(jīng)歷了三個時代，“七五”攻關(guān)計劃、“九五”攻關(guān)計劃和863計劃，通過不斷地進(jìn)步智能機(jī)器人在我國已經(jīng)獲得了較為成熟的市場機(jī)制，機(jī)器人的使用幾乎遍布在各個行業(yè)中。當(dāng)前由我國自主研發(fā)的智能機(jī)器人還處在一個初級的階段，這就需要全體從業(yè)者的不斷努力和持續(xù)進(jìn)步，研發(fā)出自主知識產(chǎn)權(quán)的智能機(jī)器人，更好的服務(wù)于我國的機(jī)械制造。

3 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

3.1 傳感型智能機(jī)器人宏程序應(yīng)用在機(jī)械制造中

在工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械制造工作中，機(jī)械設(shè)備是其中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，由于某些制造產(chǎn)品所處的生產(chǎn)環(huán)境是比較困難的，使用人工操作難度比較大無法滿足生產(chǎn)的需要，所以就需要利用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)來幫助開展生產(chǎn)制造工作，通過自動化、智能化的生產(chǎn)方式，更好的開展機(jī)械制造工作。智能機(jī)器人中常見的有傳感型智能機(jī)器人，這種類型的機(jī)器人又被稱作外部受控機(jī)器人，這類機(jī)器人受到外部計算機(jī)的控制，可以實現(xiàn)傳感信息的處理，對指令進(jìn)行現(xiàn)實的控制以及操作。以制造某種零件為例進(jìn)行分析：零件為勻稱圓柱體金屬圓盤，半徑為100，需要對圓盤的邊緣布置四個原點，原點上打出半圓形的凹槽，將圓盤的中心坐標(biāo)設(shè)定為（100，50），利用機(jī)器人進(jìn)行加工制造。開展機(jī)械零件的加工工作過程中，操作人員可以進(jìn)行宏程序的調(diào)用，具體的語句為XYZRFIABH、Pxxxx、G65，設(shè)置的序號是xxxx。在設(shè)定的語句中：①對圓柱上表面圓心坐標(biāo)進(jìn)行設(shè)定（Y、X）；②增量角度設(shè)定為Z；③起始鉆孔角度設(shè)定為R；④圓柱上表面半徑設(shè)定為F；⑤切削度數(shù)設(shè)定為I；⑥鉆孔固定點坐標(biāo)設(shè)定為A；⑦孔深設(shè)定為B；⑧孔數(shù)目設(shè)定為H。在對另加進(jìn)行加工的過程中，設(shè)定的命令為：H8、B45、100、A15、I、500、R30、Z-50、Y、50、X100、Pxxxx、G65，運行就可以完成工作。

3.2 交互型智能機(jī)器人規(guī)劃軌跡應(yīng)用在機(jī)械制造中

在機(jī)械制造中，需要進(jìn)行軌跡的規(guī)劃應(yīng)用，交互型智能機(jī)器人就可以實現(xiàn)這一功能。這種類型的機(jī)器人能夠做到計算機(jī)系統(tǒng)與人開展人-機(jī)對話，通過對話獲得指令來做出相應(yīng)的動作，通過收到外部的指令來做出處理、決策，實現(xiàn)一些軌跡規(guī)劃的動作。進(jìn)行機(jī)械零件加工具體過程中，運動軌跡的生成可以依靠交互型智能機(jī)器人，機(jī)器人可以對零件的形狀和精度產(chǎn)生一定的影響。在某機(jī)械加工工廠生產(chǎn)的零件需要進(jìn)行拋光處理，技術(shù)人員通過利用交互型智能機(jī)器人進(jìn)行程序設(shè)定，利用自動拋光系統(tǒng)與CAM軟件模塊這一基礎(chǔ)借助UGCAM軟件實現(xiàn)多軸銑加工掃描操作，通過掃描處理整體型腔，獲得信息后設(shè)定加工軌跡，實現(xiàn)拋光這一程序。

3.3 自主型智能機(jī)器人編程離線操作應(yīng)用在機(jī)械制造中

機(jī)械制造中需要進(jìn)行離線操作的編程，自主型智能機(jī)器人則可以實現(xiàn)這項功能。自主性智能機(jī)器人具有的最大優(yōu)點就是自主性和適應(yīng)性，自主性意味著機(jī)器人可以不受到外部環(huán)境的影響和控制，可以自主控制進(jìn)行工作任務(wù)的開展；適應(yīng)性則是指自主識別周圍的環(huán)境，根據(jù)周圍環(huán)境的變化來進(jìn)行自身參數(shù)的調(diào)節(jié)。對緊急情況進(jìn)行處理和應(yīng)對。這類型的機(jī)器人可以進(jìn)行編程離線操作應(yīng)用，利用CAD圖形的仿真方法以及離線編程作為基礎(chǔ)來開展單元設(shè)計。再有就是這類型機(jī)器人可以看成仿真加工平臺，通過平臺對工業(yè)零件進(jìn)行加工和處理。自主型智能機(jī)器人在進(jìn)行生產(chǎn)、制造工作過程中，能夠充分考慮現(xiàn)實情況開展自主性、適應(yīng)性的識別，選擇最合適的方案開展后續(xù)加工處理工作。

4 結(jié)束語

對于機(jī)械制造行業(yè)來講，通過應(yīng)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)可以大大提高生產(chǎn)效率，能夠有效推動整個制造行業(yè)的發(fā)展，對于社會整體發(fā)展也是非常積極地作用。通過上文的論述，希望可以促進(jìn)智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用。