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

張曉明

摘? 要：在信息技術(shù)時(shí)代，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，推動(dòng)了現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，是信息化、現(xiàn)代化發(fā)展的有力支撐。在“智能+”的發(fā)展進(jìn)程中，機(jī)械制造業(yè)與智能數(shù)控技術(shù)的結(jié)合，符合新時(shí)期機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需求。文章分析了智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)及技術(shù)工作流程，并在此基礎(chǔ)之上，從零部件加工、軌跡規(guī)劃、離線編程等方面，闡述了智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人;數(shù)控技術(shù);機(jī)械制造

中圖分類號：TP242.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）31-0169-03

Abstract： In the era of information technology， the development and application of intelligent robot numerical control technology， which promotes the development of modern machinery manufacturing industry， is a powerful support for the development of information technology and modernization. In the development process of "intelligent +"， the combination of mechanical manufacturing industry and intelligent numerical control technology meets the development needs of mechanical manufacturing industry in the new era. In this paper， the characteristics and technical workflow of intelligent robot numerical control technology are analyzed. On this basis， the specific application of intelligent robot numerical control technology in mechanical manufacturing is expounded from parts processing， trajectory planning， off-line programming and so on.

Keywords： intelligent robot; CNC Technology; machinery manufacturing

前言

“智能”時(shí)代的到來，推動(dòng)力制造業(yè)現(xiàn)代化、信息化發(fā)展繼承。特別是智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展提供信息化技術(shù)保障，是新時(shí)期機(jī)械制造業(yè)面向未來發(fā)展的重要著力點(diǎn)。在智能數(shù)控技術(shù)的構(gòu)建之下，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)機(jī)械制造模式，更加強(qiáng)調(diào)機(jī)械制造智能自動(dòng)化控制系統(tǒng)的生成。因此，以信息化發(fā)展為導(dǎo)向，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展創(chuàng)設(shè)良好的技術(shù)條件，實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)的制造生產(chǎn)。本文從智能數(shù)控技術(shù)的視角，就其在機(jī)械制造中的應(yīng)用，做了如下具體闡述。

1 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用價(jià)值

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的日益發(fā)展及成熟，為機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)代化構(gòu)建，提供了有力支撐。一方面，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)機(jī)械制造模式，在高效率的自動(dòng)化控制生成中，滿足了現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需求;另一方面，傳統(tǒng)機(jī)械制造模式“粗放”，在機(jī)械精細(xì)化制造加工等領(lǐng)域，存在較大的不足與缺陷。因此，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)顯著，并表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。

1.1 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)特點(diǎn)

相比于傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)顯著，能夠在集成化、自動(dòng)化的系統(tǒng)構(gòu)建中，滿足機(jī)械制造現(xiàn)代化發(fā)展需求，提高了現(xiàn)代機(jī)械制造的工作效率。

1.1.1 特點(diǎn)1：集成化

在智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用中，能夠構(gòu)建智能化操控系統(tǒng)。在系統(tǒng)平臺(tái)，通過集成化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對各功能板塊的智能設(shè)計(jì)，形成一體化數(shù)控操作平臺(tái)，進(jìn)而更好地提高了智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的實(shí)踐效能，滿足機(jī)械制造的需求。當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，智能機(jī)器人數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)的集成化程度日益提高，在數(shù)字化控制功能等方面不斷完善。

1.1.2 特點(diǎn)2：自動(dòng)化

智能機(jī)器人的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提高數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)化程度，能夠更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化操控。當(dāng)然，機(jī)械制造尚不能實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)化生產(chǎn)，但在諸多環(huán)節(jié)，可以通過智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化操控，極大地提高了制造生產(chǎn)效率，也降低了人工成本的投入。因此，在智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的構(gòu)建中，機(jī)械制造業(yè)從傳統(tǒng)人工模式向自動(dòng)化智能方向發(fā)展，符合新時(shí)期機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。

1.1.3 特點(diǎn)3：精細(xì)化

當(dāng)前，機(jī)械制造生產(chǎn)對精細(xì)化生產(chǎn)條件有了更高要求。在智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用中，能夠通過自動(dòng)化操作生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化生產(chǎn)制造。特別是在精密設(shè)備等的制造生產(chǎn)中，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢顯著，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造生成的精細(xì)化管控，提高零部件的制造加工質(zhì)量。

1.2 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

從智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)來看，其集成化、自動(dòng)化及精細(xì)化的功能特點(diǎn)，決定了其在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢。在新的時(shí)代環(huán)境之下，傳統(tǒng)人工或半自動(dòng)化機(jī)械制造模式，難以適應(yīng)機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。因此，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢顯著：（1）轉(zhuǎn)變機(jī)械制造模式，提高制造生產(chǎn)效率，為機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提供了技術(shù)保障;（2）智能自動(dòng)化的生成，能夠更好地實(shí)現(xiàn)精細(xì)化制造生產(chǎn)，滿足現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需求;（3）優(yōu)化機(jī)械制造流程，構(gòu)建全自動(dòng)智能生產(chǎn)線，為機(jī)械制造模塊化作業(yè)生產(chǎn)提供了良好的環(huán)境條件，滿足現(xiàn)代智能制造業(yè)生產(chǎn)。

2 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)體系

如圖1所示，是智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)下的工作流程圖。從中可以知道，以CNC設(shè)備為核心，通過程序編程，構(gòu)建輸入、輸出設(shè)備層級，以更好的實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人數(shù)字控制。（1）可編程控制單元。在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的構(gòu)建中，通過可編程控制單元的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造數(shù)控操作系統(tǒng)的生成，在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用中，滿足機(jī)械制造的數(shù)控要求;（2）速度控制單元。在機(jī)械制造中，精細(xì)化制造的設(shè)計(jì)，要求數(shù)控技術(shù)的構(gòu)建，應(yīng)對機(jī)械制造要素進(jìn)行有效控制，特別是在位置檢測、速度控制等方面，是提高數(shù)控生產(chǎn)的重要保障。

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

智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在零件加工、離線編程等領(lǐng)域，轉(zhuǎn)變了機(jī)械制造業(yè)模式，為機(jī)械制造信息化發(fā)展提供了有力的技術(shù)保障。因此，具體而言，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用主要在于：

3.1 離線編程

在機(jī)械制造中，離線編程的構(gòu)建，能夠更好地滿足支柱性機(jī)械的生產(chǎn)需求。因此，在智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用之下，能夠?yàn)樽灾餍蜋C(jī)器人提供自主性、適應(yīng)性的環(huán)境條件，以完成特定條件、特定環(huán)境的機(jī)械作業(yè)要求。與此同時(shí)，由于機(jī)械制造的復(fù)雜性，且對于生產(chǎn)工藝技術(shù)要求高。為此，在離線編程中，通過參數(shù)的有效調(diào)整，能夠更好地滿足不同條件狀態(tài)下的機(jī)械制造需求，提高數(shù)控技術(shù)效能。

3.2 零件加工

在零件加工中，由于加工工藝條件的限制及要求，要求更加精細(xì)化的生成作業(yè)。在智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用中，能夠完成特殊復(fù)雜條件下的生產(chǎn)作業(yè)要求，更好地提高零件加工的生產(chǎn)效率。例如，在對金屬圓盤的加工中，傳統(tǒng)半自動(dòng)加工生產(chǎn)的效率低，并且在制造工藝技術(shù)等方面，與智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)相比，工藝技術(shù)比較粗糙。因此，通過智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的構(gòu)建，能夠更好地滿足零件加工需求。

3.3 軌跡規(guī)劃

在機(jī)械制造中，零件拋光等生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，是確保零件精密度的重要保障。傳統(tǒng)機(jī)械加工方式落后，以人工為主導(dǎo)生產(chǎn)條件，零部件精密度難以保障，且錯(cuò)誤發(fā)生率較高。通過智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過精密的軌跡規(guī)劃，在預(yù)設(shè)好的加工軌跡中，完成對零件等的拋光處理，確保了加工制造的精密度，降低了破損率。當(dāng)前，在集成化控制模塊的應(yīng)用中，集成化、自動(dòng)化的軌跡規(guī)劃控制，能夠?qū)崿F(xiàn)更加精密度的生產(chǎn)加工，提高機(jī)械制造業(yè)質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，為機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提供了技術(shù)保障。智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，為機(jī)械制造提供了集成化、自動(dòng)化和精細(xì)化的生產(chǎn)模式，是高效、高質(zhì)機(jī)械制造的有力依托。在本文探討中，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)主要在零部件加工、離線編程等的應(yīng)用廣泛，并且表現(xiàn)出極大地應(yīng)用價(jià)值，符合現(xiàn)代發(fā)展需求。

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