機械制造行業中智能機器人數控技術的應用

王勇

摘要：機械制造行業的長遠穩定發展，需基于高精度制作、較短生產周期、個性化定制、多樣化類型等，并嚴格控制人為操作失誤，避免影響機械制造效率與水平。而隨著智能機器人數控操作技術的衍生與發展，直接為機械制造實現智能化與自動化奠定了堅實的基礎，因此，在機械制造中引用智能機器人數控技術已經成為機械制造行業發展的必然趨勢。本文主要對機械制造行業申的智能機器人數控技術進行了詳細分析，以期能夠在一定程度上推動機械制造行業的可持續穩定發展。

關鍵詞：機械制造行業;智能機器人;數控技術

中圖分類號：TQ016.5文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）07-0190-03

1 智能機器人數控技術特性

1.1生產精度高

通過智能機器人數控技術的有效應用，能夠顯著提升機械制造生產精確度。在機械制造時，合理利用數控技術，可以程序化與規范化繁雜的生產過程，有效避免人工操作造成的誤差，快速提升生產水平與質量。智能機器人數控技術以合理設置加工參數的方式，實現機械零件精細化制造，從而提高精確度到納米或微米級別，以此滿足精密零件應用多元化需要。

1.2生產效率高

通過智能機器人數控技術，可以快速提升機械制造生產效率。在機械制造時，利用智能機器人數控技術，不僅能夠通過設置產品參數完成批量化生產，還能夠設置各種類型產品參數以完成不同規格零部件實時加工，與此同時，也可以利用數控技術有效優化改變參數，直接性生產另類零件，從而縮減機械制造應用時間，大大提高生產效率與質量。

1.3工藝流程完善

在機械制造中合理利用智能機器人數控技術，能夠簡化復雜的生產流程，減縮繁瑣生產環節。在傳統生產工藝中，機械制造加工產品需要針對其具體參數，會耗費大量生產時間與精力，而智能機器人數控技術通過選擇相應產品參數，能夠實現各種規格零部件的順利加工生產。

1.4技術力量雄厚

在傳統機械制造時，加工車床的合理利用需切實改變機械加工產品參數與指標，不僅會造成生產難以持續性開展，還會浪費時間與精力。在機械制造生產過程中，可通過智能機器人數控技術直接優化參數，不需要中途停止，便能夠修改參數規格，合理利用所有空余時間，從而促使生產順利完成。

2 機械制造行業中智能機器人數控技術的發展現狀

為進一步推動社會經濟的長遠發展，政府也明確指出機械制造行業需要積極優化產業結構，以此智能化機械制造走進各個領域。就智能化制造而言，最具代表性的就是智能機器人數控技術，在機械制造行也中，智能機器人的需求不斷增加。就智能機器人數控技術發展而言，主要經過了三大階段，即七五攻關計劃、九五攻關計劃、863計劃，經過不斷優化升級，智能機器人在我國實現了成熟化發展，占據了良好的市場份額，機器人的應用也普及到了各行各業。目前，國內自主研發的智能機器人依舊處于初步發展環節，依舊需要所有工作人員積極努力，不斷進步，自主研發獨具知識產權的智能化機器人，以便于為機械制造行業提供更加完善的服務。

3 機械制造行業中智能機器人數控技術的基本思路

智能機器人數控技術實際上就是為優化機械制造人工操作，借助計算機編程將其轉變為自動化或半自動化操作的機械加工控制技術。正是如此，數控技術可以說是實現了光機技術、計算機技術、傳統機械技術的有機結合，綜合了這三種技術的優勢，充分發揮了數控機械操作的自動化、高精確度、高效率等優勢作用，基本設計思路是，施工技術人員測量產品，獲取圖紙與數據等相關信息，并基于計算機編程軟件，把產品加工數據信息轉變為程序，然后把提前備好的程序進行現場數控設備復制，最后，施工技術人員調控好程序之后，開始加工生產。在編程時，為防止人工操作編程，實現電子圖紙與程序之間的快速直捿性轉換，在數控技術過程中，應全面依賴計算機程序、編碼器、傳感器等電子設施設備，以此進一步實現自動化控制技術。

在機械制造過程中，利用智能機器人數控技術的突出優勢是，只需調控數控設備相關參數，便可以靈活調節零件加工尺寸;同時還可以基于機器人手臂進行復雜產品多面體零件加工;此外傳統加工工藝是定位與加工同時進行的，定位比較簡單，但數控設備可以在一次性定位之后，實時加工多產品尺寸。在數控加工中，模塊化應用可以促使數控設備自主調整沖頭直徑，不用人工選擇，從而使得加工效率得以顯著提升。數控技術的廣泛應用，為相關技術實現在機械制造中的有效實踐奠定了堅實的基礎。

4 機械制造行業中智能機器人數控技術的應用分析

4.1零件加工

在零部件加工中合理利用智能機器人數控技術的關鍵是，通過傳感型智能機器人宏程序。在工業機械制造過程中，機械設備發揮著重要的基礎性作用，處于惡劣生產環境時，無法通過人工操作方式進行作業，也難以滿足加工需要。所以，智能機器人數控技術有效應用，確保達到智能化加工要求。其中外部受控機器人是傳感型智能機器人，通過外部計算機嚴格控制，順利進行操作、顯示控制、處理傳感信息等相關工作。例如，在加工某零部件的時候，零部件形狀是比較均衡勻稱的圓柱體金屬圓盤，半徑是100，圓盤的四周挖出四個半圓的凹槽，原點則均勻分布在圓盤上，假設（100，50）為圓盤中心坐標，利用宏程序進行智能機器人有效控制，以此加工零部件參數。在零部件加工過程中，選擇宏程序編號為XXXX，針對智能機器人則使用相關指令，以此實現同類型數控加工。

4.2規劃軌跡

在機械制造過程中，零部件拋光是非常關鍵的加工部分，直接影響著零部件的精確度。但是傳統機械加工進行零部件拋光，主要方式是人為操控，出現失誤的概率較大，極易造成零部件損壞，導致成本增加，嚴重浪費。而合理利用智能機器人數控技術，基于固定程序進行拋光處理，可以在很大程度上確保拋光處理的精確性，還可以防止零部件被損壞。在實踐應用過程中，通過合理利用交互型的智能機器人進行軌跡科學規劃，基于計算機系統進一步滿足人機對話需要，完成相應動作，此外，處于精確化外部控制，還可以實現角色處理，進而規劃軌跡。智能機器人運動軌跡與零部件加工精確度、形狀等息息相關，所以，非常重要。例如，在機械制造過程中，利用智能機器人數控技術，通過自動化拋光程序，程序設計員可以以CAM軟件與自動拋光系統等為載體，進行UG CAM軟件多軸銑加工掃描功能有效應用，以此掃描整個型腔，獲取表層數據信息。通過發揮輔助范圍的映射功能作用，自動生成復雜腔的表層數控加工運動軌跡。操作員合理調整智能機器人的相關參數，通過多軸數控加工軌跡，轉變為智能機器人拋光軌跡，從而保證零部件拋光的精確性。

4.3激光測量

在科學技術不斷優化更新的趨勢下，在機械制造過程中，對于零部件精確度要求不斷提升，機械制造設備也朝向精確化方向發展。所以，在機械制造過程中，合理利用智能機器人數控技術，可以更進一步滿足多樣化要求。通過自住型智能機器人激光測量技術，可在機械制造任務完成后，不需要人為性干預，處于特定環境，便可以完成模擬人任務。此外，自主型機器人具備較好的交互性、自主性與適應性，而且在控制驅動器，識別圖像，處理傳感器數據信息等方面獨具功能性優勢，切實應用于機械制造，可以顯著提升機械制造效率與水平。例如，在機械制造零部件激光測量尺寸時，通過智能機器人數控技術，充分發揮自主性智能機器人的圖像識別與傳感器數據信息處理作用，可以準確測量零部件的密度、長度、直線度等相關參數信息，確保尺寸分辨力高達1um，重復精確度高達0.2um，效果顯著。

4.4離線編程

自主型機器人的主要特性是具備良好的適應性與自主性，所謂自主性實際上就是可以不依賴任何外部控制便可以在既定環境下，自主控制完成相關任務。適應性則是其可以實時識別附近環境狀態，并據此變化調節自身參數，以此有效應對緊急狀況。在機械加工過程中，其適用范圍在不斷擴大，在強化工作復雜性的基礎上，也漸漸代替了傳統數控機床加工。例如，離線編程，智能機器人可以基于彎曲金屬板，把基于CAD圖形仿真法與離線編程的CAD信息輔助性設計智能機器人完成單元設計，此外，還能夠把智能機器人作為仿真加工輔助載體，構建工業智能機器人削加式原型系統與處理系統平臺，以此快速處理2D與3D等零部件加工。在生產制造時，智能機器人可以充分發揮自主性與適應性，并就具體情況加以有效識別，科學選擇與設計人員規定標準區域相符的加工方案。

4.5剛度優化

就工業機器人加工的穩定性、可靠性以及質量等方面影響，剛度是非常關鍵的優化特性。當前機器人已經漸漸替代了傳統機械加工設備CNC，但是在生產時，依舊對剛度與精度等高要求具有一定的局限性。因此，必須實時優化機器人機械加工剛度性能，基于傳統剛度映射模型，以辨別實驗的方式獲取機器人關節剛度。同時還應適度限制機器人關節角度與加工位置，基于機器人末端的剛度橢球沿著待加工的曲面主法矢方向半軸長度作為指標，通過遺傳算法針對機器人姿態實現全面優化。此外，構建可靠、穩定的剛度數學模型，明確剛度相關參數，并指出末端執行器力矩與力。另外，對零部件加工進行實時改善與優化，構建機器人剛度模型，對零部件相關數據信息進行實時檢測，匯總末端執行器切削力，判別最佳切削力，尋找機器人最佳加工區域。

5 結語

總而言之，機械制造行業的智能化發展對于工業行業具有十分重要的現實意義，智能機器人數控技術的有效應用，能夠顯著提升機械制造加工效率與質量，以及精確度。通過在機械制造領域中傳感型智能機器人與自住型智能機器人等數控設備的廣泛應用，有利于充分了解智能機器人數控技術在機械制造中的優勢作用，特別是對于復雜結構，且精確度要求非常高的機械零部件，智能機器人數控技術的優勢作用更加突出。