面向智能制造的機(jī)器人與數(shù)控控制技術(shù)研究

摘 要：在目前的現(xiàn)狀下，智能化技術(shù)已經(jīng)適用于很多的企業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。與原有的制造生產(chǎn)技術(shù)手段相比，建立在數(shù)控技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)相融合前提下的面向智能制造技術(shù)具備更加顯著的自動(dòng)控制優(yōu)勢，并且還能達(dá)到簡化數(shù)控操作流程以及提升智能制造效益的目標(biāo)。因此針對機(jī)器人與數(shù)控控制技術(shù)的領(lǐng)域而言，關(guān)鍵在于明確面向智能制造的基本技術(shù)內(nèi)涵，結(jié)合現(xiàn)階段的產(chǎn)品制造現(xiàn)狀來靈活運(yùn)用數(shù)控控制與機(jī)器人技術(shù)。

關(guān)鍵詞：面向智能制造 機(jī)器人 數(shù)控控制技術(shù)

近些年以來，數(shù)控控制技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)正在逐步達(dá)到緊密融合的程度，進(jìn)而客觀上改造了制造各類產(chǎn)品的傳統(tǒng)技術(shù)手段[1]。在數(shù)控控制手段的輔助下，運(yùn)用智能機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)針對整個(gè)產(chǎn)品制造流程的傳感操作、驅(qū)動(dòng)操作與自動(dòng)控制操作，確保體現(xiàn)最大化的數(shù)控技術(shù)優(yōu)勢。由此可見，數(shù)控控制技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)的銜接與融合具有不可忽視的技術(shù)先進(jìn)性，其在根本上吻合了面向智能制造的全新技術(shù)發(fā)展趨勢。

一、數(shù)控控制技術(shù)的基本特征

智能機(jī)器人在現(xiàn)階段已經(jīng)能夠被用于完成體育競技比賽、高校教育活動(dòng)以及情感交流活動(dòng)[2]。在數(shù)控手段作為全面支撐的前提下，數(shù)控加工生產(chǎn)領(lǐng)域目前也已經(jīng)能做到靈活運(yùn)用智能機(jī)器人來輔助各項(xiàng)日常性的加工生產(chǎn)操作，確保達(dá)到企業(yè)總體生產(chǎn)成本減低以及產(chǎn)品加工效益提升的目標(biāo)。數(shù)控控制技術(shù)誕生于現(xiàn)階段的自動(dòng)化技術(shù)基本原理，并且融合了目前全新的智能控制手段。具體在現(xiàn)階段的工業(yè)控制實(shí)踐領(lǐng)域內(nèi)，數(shù)控控制技術(shù)主要體現(xiàn)為如下的顯著特征：

首先是智能化的制造技術(shù)趨勢。對于人工控制方式下的產(chǎn)品加工領(lǐng)域而言，操作人員針對各類的零件加工過程都要做到全程監(jiān)控。但是實(shí)際上，運(yùn)用人工控制的傳統(tǒng)加工控制模式很難體現(xiàn)最大化的零件加工效益，甚至還會(huì)由于多種多樣的人為失誤，進(jìn)而造成突發(fā)性的加工操作事故[3]。與之相比，建立于數(shù)控控制基礎(chǔ)上的產(chǎn)品加工方式能夠達(dá)到更好的產(chǎn)品質(zhì)量保障，并且借助于自動(dòng)控制方式來隨時(shí)糾正現(xiàn)有的加工操作偏差，避免細(xì)微的加工誤差導(dǎo)致突發(fā)的事故。因此，數(shù)控控制領(lǐng)域的智能化手段具有顯著的自動(dòng)控制優(yōu)勢。

其次是精細(xì)化的工業(yè)產(chǎn)品加工。針對加工各類工業(yè)品的操作流程而言，引進(jìn)精細(xì)化理念的根本宗旨就在于保障工業(yè)品質(zhì)量，并且做到將精細(xì)化的思路貫穿于整個(gè)的工業(yè)控制流程。例如針對排布導(dǎo)線以及安裝智能芯片的特殊加工操作步驟來講，引進(jìn)精細(xì)化理念主要應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在杜絕細(xì)微的加工偏差，避免由于設(shè)備失靈或者其他的突發(fā)情形，進(jìn)而造成工業(yè)品無法達(dá)到特定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的狀況產(chǎn)生。

第三是擬定全新的數(shù)控制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)控控制技術(shù)與現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)如果要達(dá)到成功融合的程度，則必須依賴于全新的數(shù)控制造標(biāo)準(zhǔn)，并且遵循標(biāo)準(zhǔn)化的面向智能制造思路來改造現(xiàn)有的產(chǎn)品加工流程。具體針對數(shù)控控制技術(shù)在進(jìn)行正確的運(yùn)用時(shí)，作為制造企業(yè)有必要遵循當(dāng)前的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來從事日常性的產(chǎn)品加工操作，確保經(jīng)過制造與加工得到的各類工業(yè)品都能符合最基本的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。唯有如此，制造企業(yè)自身才能夠擁有優(yōu)良的工業(yè)生產(chǎn)效益。

二、機(jī)器人與數(shù)控控制技術(shù)相結(jié)合的具體運(yùn)用要點(diǎn)

作為目前全新的制造業(yè)發(fā)展趨向而言，面向智能制造的行業(yè)發(fā)展宗旨必須依賴現(xiàn)有的智能控制手段，確保做到將智能控制技術(shù)貫穿于產(chǎn)品制造的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于現(xiàn)階段的數(shù)控控制技術(shù)來講，技術(shù)發(fā)展的總體趨向主要在于結(jié)合智能機(jī)器人的技術(shù)，通過運(yùn)用以上兩類技術(shù)有效融合的舉措來實(shí)現(xiàn)針對智能制造領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型與改造[4]。在此前提下，目前關(guān)于數(shù)控控制以及機(jī)器人技術(shù)的融合主要體現(xiàn)為如下的技術(shù)要點(diǎn)：

1.改進(jìn)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)

智能控制系統(tǒng)針對特定的控制指令首先應(yīng)當(dāng)予以發(fā)出，然后啟動(dòng)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，確保遵循目前的智能控制指令來完成各類動(dòng)作。通常來講，電力驅(qū)動(dòng)裝置可以用于實(shí)現(xiàn)以上的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)功能。此外，對于氣動(dòng)裝置以及液壓裝置也可將其用作智能化的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)[5]。

經(jīng)過智能化的全面改造以后，運(yùn)用數(shù)控驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)即可達(dá)到精確識(shí)別各類驅(qū)動(dòng)信息的目標(biāo)，在此前提下實(shí)現(xiàn)了指令執(zhí)行功能以及識(shí)別功能的明顯優(yōu)化。例如針對智能控制中心在某個(gè)時(shí)間段給出的電信號指令而言，運(yùn)用智能識(shí)別的方式即可做到正確判斷現(xiàn)有的指令信息，然后據(jù)此調(diào)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的液壓驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，確保消耗較短的時(shí)間獲得精確的指令執(zhí)行效果。

2.改進(jìn)系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)構(gòu)

在結(jié)合全新的數(shù)控控制技術(shù)前提下，經(jīng)過改進(jìn)以后的數(shù)控機(jī)器人目前已經(jīng)具備了自動(dòng)執(zhí)行的功能。這是由于，智能機(jī)器人能夠遵循特定的操控指令來實(shí)現(xiàn)對于手臂、臀部與其他身體部位的自由擺動(dòng)，并且在調(diào)動(dòng)與整合各個(gè)身體部位的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)處理與收集外界環(huán)境信息的目標(biāo)。

技術(shù)人員借助于智能化手段可以擬定精確的系統(tǒng)編程語言，在編程語言的操控下，智能機(jī)器人可以調(diào)用身體的各個(gè)部位關(guān)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到在較短時(shí)間里迅速完成多種動(dòng)作指令的效果，確保在根源上優(yōu)化了原有的系統(tǒng)執(zhí)行性能。

3.改進(jìn)控制結(jié)構(gòu)與傳感結(jié)構(gòu)

分散化以及集中化的兩種不同控制模式構(gòu)成了數(shù)控控制領(lǐng)域的核心控制技術(shù)。在數(shù)控裝備的操控下，智能機(jī)器人即可完成特定的某些控制動(dòng)作，借助于系統(tǒng)傳感器來實(shí)現(xiàn)針對各類動(dòng)作的有效執(zhí)行。例如針對分散式的智能控制模式而言，系統(tǒng)控制核心主要應(yīng)當(dāng)包含從機(jī)設(shè)備與主機(jī)設(shè)備，運(yùn)用數(shù)控裝備來操控各類的工業(yè)產(chǎn)品制造[6]。在數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)部，CPU可以用于給出特定的生產(chǎn)控制指令。此外，主機(jī)設(shè)備的重要價(jià)值在于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通信并且管理整個(gè)的系統(tǒng)運(yùn)行流程。

除此以外，傳感結(jié)構(gòu)同樣也屬于智能機(jī)器人的核心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)傳感部件的輔助下，智能機(jī)器人就可以做到科學(xué)調(diào)控各類的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。在各個(gè)不同的數(shù)控生產(chǎn)階段內(nèi)，運(yùn)用傳感結(jié)構(gòu)還能實(shí)現(xiàn)針對反饋信息的全面接收，進(jìn)而給出精確的反饋信息解讀。智能機(jī)器人在收集并且分析現(xiàn)有的反饋信息前提下，對于目前的各類動(dòng)作就能實(shí)現(xiàn)靈活的調(diào)整，避免出現(xiàn)加工動(dòng)作的誤差。

結(jié)語

智能機(jī)器人可以為企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)以及民眾日常生活帶來便利，融入數(shù)控手段的智能機(jī)器人技術(shù)能夠體現(xiàn)更為明顯的智能控制特征。在面向智能制造的宏觀技術(shù)思路下，運(yùn)用數(shù)控裝備以及智能機(jī)器人相結(jié)合的全新技術(shù)手段能夠簡化各類的產(chǎn)品制造流程，在縮減企業(yè)制造成本的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了企業(yè)核心制造技術(shù)的轉(zhuǎn)型。因此針對機(jī)器人以及數(shù)控控制相結(jié)合的智能制造技術(shù)而言，企業(yè)需要做到有效予以利用，通過改進(jìn)現(xiàn)有的智能制造技術(shù)來獲得最大化的企業(yè)綜合生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建康，郝尚華，王樹華等.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控加工生產(chǎn)線實(shí)時(shí)監(jiān)控與優(yōu)化控制技術(shù)框架[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2019，25（08）：1875-1884.

[2]黃海鵬，遲關(guān)心，王振龍.電火花加工數(shù)控系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)流控制技術(shù)研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2018（10）：49-52.

[3]高思軍，邱肇偉.淺談數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢——智能化數(shù)控系統(tǒng)[J].科技風(fēng)，2018（12）：74.

[4]王健.從布拉德福定律識(shí)別數(shù)控機(jī)床加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)的核心專利[J].中國科技資源導(dǎo)刊，2018，50（01）：51-56.

[5]王健.基于專利分析的全球數(shù)控機(jī)床加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)研究[J].科技和產(chǎn)業(yè)，2017，17（06）：147-150.

[6]曹建福.面向智能制造的機(jī)器人與數(shù)控裝備控制技術(shù)[A].中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)、寧波市委人才辦、寧波市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、寧波市江北區(qū)人民政府.2016國家智能制造論壇摘要集[C].中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)、寧波市委人才辦、寧波市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、寧波市江北區(qū)人民政府：中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)，2016：2.

作者簡介

溫姍姍（1987—02），女，單位：青島市技師學(xué)院;青島科技大學(xué)，學(xué)歷：本科，職稱：講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。