智能機器人數控技術在機械制造中的應用分析

廣東科學技術職業學院 黃東

現階段，隨著科學技術的快速發展，智能機器人數控技術在機械制造中得到廣泛應用，智能機器人數控技術可以幫助企業提高生產效率和質量。因此，我們應該探索這項技術的實際應用，大力發展這項技術。本文探討了智能機器人數控技術的現狀，以及智能機器人數控技術的特點，分析了智能機器人數控技術在機械制造中的優勢，研究了智能機器人數控技術在機械制造中的應用，以及具體應用領域，以供參考。

1 智能機器人數控技術的現狀

智能機器人數控技術指的是將人工操作轉化為半自動化操作或者自動化操作的技術，其技術由機械技術、計算機技術等多種技術構成。目前，使用這一技術的過程為：人員利用技術設備進行測量、記錄；通過計算機技術將數據轉化為程序代碼；使用智能機器人、數字機床等設備，結合相關數據制造產品。在利用智能機器人數控技術的過程中，操作人員需對程序進行調整，以適應實際的工作情況。在傳統機械制造技術無法滿足產品制造需要的情況下，愈來愈多的工廠應用智能機器人數控技術，利用這一技術提高生產效率及質量，并且增加機械產品的功能。

2 智能機器人數控技術的特點

2.1 集成化

智能機器人數控技術可促使信息集成化，使生產效率得以提高。在傳統的機械產品生產模式當中，各類與生產相關的系統的關聯較少，集成化程度不高，以至于生產效率長時間處于較低的水平，阻礙了企業提高經濟效益。應用智能機器人數控技術后，操作人員可利用其中的信息集成化技術改進操作系統，加強對各個系統的控制，使得生產效率明顯提高，幫助企業提升經濟效益。

2.2 精細化

隨著居民對機械產品的要求提升，機械產品制造的和生產標準也有所改變，否則無法滿足居民對產品的要求。而要滿足生產標準，則需改變生產條件。智能機器人數控技術可提升機械產品制造的生產條件，使得產品更易符合生產標準。以往的生產模式無法讓精密儀器達到新的生產標準，而應用數控技術后，則可促使操作人員做到精細化管理，進而做到精細化生產，充分提升了精密儀器的質量，令精密儀器符合質量標準。

2.3 自動化

在傳統的機械制造模式中，存在較多人員操作的環節，令操作出錯的概率處于較高水平。而在應用數控技術之后，機械制造的自動化程度得以提高，減少了制造過程中因人員失誤而出錯的幾率。盡管這一技術不能應用到所有制造環節，但是已經減少了人員的使用，使得機械制造的速度與質量提升，為新時代機械制造的發展提供技術方面的保障。

3 智能機器人數控技術在機械制造中的優勢

3.1 簡化機械制造流程

在以往的機械制造過程之中，生產工序較多，且人員操作時需調整多個設備的參數，不但令生產過程處于不連續的狀態，也使得操作人員的工作量長期處于較大的狀態，令操作人員常年承擔較多的勞動任務。在機械制造中應用智能機器人數控技術后，可對各個生產工序進行智能調整，并可根據制造情況減少某些工序，對于多個設備的參數，其也可自動改變，令設備可滿足機械制造的實際需求。

3.2 提供機械制造精度

機械制造精度同產品質量有較大關聯，通常情況下，制造精度較高時，機械產品的質量也較高。在傳統的機械制造中，因人員參與較多、工序復雜、制造過程不連續等，導致制造出錯的幾率較大、制造精度較低。數控技術的運用，不僅減少了人力的使用，還使得部分產品的制造進入半自動化的狀態，或者進入全自動化的狀態，令生產的不連續性減小，制造精度得以上升，產品制造時間得以縮短。

4 智能機器人數控技術在機械制造中的應用

4.1 激光測量

隨著我國工業的快速發展，許多居民及企業已可使用性能較好的機械產品，通過機械產品提升生活質量及工作效率。在居民及企業的需求發生變化的情況下，機械制造企業不斷提高制造精度，以提升產品質量、增加產品功能，促使產品滿足居民和企業的更多需要。在提高制造精度的過程中，智能機器人數控技術是不可忽略的技術，機械制造企業可利用該技術改進測量技術，令生產精度大幅提升，促使生產設備在無人操作的條件下進行制造。機械制造企業運用這一技術改進測量流程時，應根據制造要求設定測量相關的參數與程序，然后使用合適的交互型機器人或傳感型機器人，通過其完成零件識別工作，獲取零件的各項數據[1]。此外，機械制造企業還應利用其神經網絡功能，增加制造機械部件的速度。以零件尺寸測量工作為例，機械制造企業可借助自主型機器人和激光測量技術，提升測量零件密度、垂直度、長度等多項參數的效率，再將所有數據自動輸入傳感設備，讓傳感設備將數據發送至其他設備，進而將機械制造精度保持在標準值以內，特別是將重復精度保持在0.2μm內，將零件尺寸的分辨率保持在0.12μm內。

4.2 零件加工

在涉及零件制造的工作中，機械制造企業可利用數控技術及傳感能力，通過宏程序進行控制，從而保證零件的質量。即使零件的生產標準較高，制造中需面對較多的困難，在借助數控技術及其傳感能力后，機械制造企業也可高效完成零件生產任務。某些零件的生產環境較為復雜，且存在著溫度較高等不良情況，如果使用傳統的機械制造技術，就必須要讓大量人員參與生產。然而，人員長期在復雜且惡劣的環境下工作，易發生精神疲憊等問題，進而引發生產事故。在零件加工中運用智能機器人，人員即使未處于零件的生產車間，也可以對同生產相關的各類設備進行調整，改變零件的生產過程，保證各個生產環節的安全、穩定[2]。以圓盤加工為例，當金屬圓盤的半徑是100μm時，將半圓作為單位，在圓盤的邊緣部分開鑿4個半圓槽。在開鑿的過程中，需保持圓槽之間的間隔均勻。因其加工過程的復雜度高，機械制造企業應使用傳感型機器人，并且利用宏程序設定合適的參數與指令，讓生產設備依據指令進行加工任務。

4.3 軌跡規劃

軌跡規劃工作影響著零件拋光質量，然而，以往的機械制造模式無法提高該項工作的質量，也就無法保證拋光質量，乃至零件的精確度。傳統制造模式的主導者為操作人員，需要操作人員深度參與到相關工作中，同機械設備相比，人員控制精確度的能力較差，可能會對零件的整體性造成負面影響，甚至導致零件失去應有的性能。機械制造企業應用交互型機器人進行軌跡規劃，完成拋光工作，可保證拋光精度，避免零件在拋光的過程中受損，并且可節約材料的使用。運用數控技術進行拋光任務時，機械制造企業需注意CAM模塊，其為自動拋光系統的核心，關系著零件拋光質量。企業應為其配備UGCAM等軟件，以便其完成零件掃描工作，獲取零件內部的參數。進入拋光環節后，操作人員需處理零件內部信息，然后通過輔助映射使相關設備根據提前設定的參數進行工作。

4.4 離線編程

在以往的機械產品制造模式中，操作人員需在準備階段了解零件的生產標準、用戶需要等，以便在生產階段控制零件的質量、規格。傳統制造模式受到設備、技術等方面的限制，操作人員需耗費較長時間進行參數設定，控制制造精度的能力也較弱，以至于無法有效控制產品的規格，使得產品實際參數與設計參數產生偏差。機械制造企業應用智能機器人數控技術后，就可利用離線編程讓設備智能調整生產工序、參數等，減少外界因素對機械制造的干擾，保證制造精度處于較高水平，進而保證零件質量。以彎曲金屬板的制造為例，機械制造企業通過CAD技術進行離線編程操作，減少了制造中產生錯誤的幾率[3]。某些機械制造企業將離線編程相關技術作為基礎，再構建產品模擬加工系統，在系統內模擬產品制造過程，根據模擬系統中產生的問題，制定預防方案以及問題解決方案，保證了零件制造的持續性，進而確保了產品制造效率。此外，機械制造企業可將離線編程與3D技術進行結合，讓模擬系統具備更好的可視化效果，促使操作人員直觀了解零件制造中的隱藏問題，并根據問題成因采取合適的解決方案。

5 智能機器人數控技術的具體應用領域

機械制造同多個行業的發展息息相關，推動機械制造的發展，即可推動其他行業的發展。因此，我國在機械制造方面投入大量資源，積極推動機械制造的升級，發展智能化機械制造體系。目前，我國的多個領域都已應用智能機器人數控技術。

5.1 機床設備領域

在智能機器人數控技術不斷發展的背景下，將機床與該項技術進行結合，使得數控機床誕生并進入實際的生產環節。同傳統機床相比，深度結合了數控技術的機床更為適合加工結構復雜度高的零件、技術精度要求高的零件，以及對生產周期有嚴格要求的零件。數控機床具備以下幾點優勢。

（1）柔性高。在實際的機械制造中，無需大量更換工具，無需人員時常手動對機床進行調整，適用于生產任務頻繁變動的機械制造企業，可為企業節約安裝其他工具的費用。（2）加工質量較為穩定。當數控機床和傳統機床處于同一生產環境時，數控機床的加工質量較為穩定，主要表現為走刀軌跡一致，使零件質量得到保證。（3）加工效率較高。此類機床的主軸轉速與進給量均較高，使得其可完成大量的強力切削任務。某些企業將其與刀庫結合使用，達成了通過一臺機床進行多道工序的目標，減少了不連續性，進而縮短了周轉時間，提高了零件加工的效率。（4）改善了人員的勞動環境。如通過數控機床進行零件加工，操作人員輸入程序并啟動機床即可，無需深度參與到零件加工之中。在零件加工的過程中，操作人員的主要任務為設定參數、編輯程序、準備工具、觀察零件加工的過程、對零件進行檢驗，勞動任務接近于智力型工作，勞動強度也相對較低[4]。

5.2 煤礦機械領域

近年來，我國將智能機器人數控技術與煤炭開采設備相結合，提升了煤炭開采的信息化水平與自動化水平，提高了開采效率，并降低了開采的危險系數，擴大了煤炭開采的規模。煤炭機械的制造流程較為復雜，且各個零件的制造需使用不同工藝，如使用以往的制造模式，難以提高制造此類機械的效率，引入數控技術后，煤炭制造的時間即有所縮短。此外，數控機床對操作人員的依賴更少，減少了人員失誤對零件加工造成的損害，優化了零件加工的流程，幫助企業達成生產半自動化乃至全自動化的目標。數控技術可以使掘進過程中所使用的各類設備進行整合，使得各類設備形成具備系統性的整體，更為高效地完成煤礦掘進任務，讓煤礦開采的難度得以下降，并且降低了人員參與危險操作的頻率，有效減少了煤礦開采過程中的人員傷亡。在煤礦開采中使用數控技術時，某些企業并未采購數控設備，而是對原有設備進行升級改造。以帶式輸送設備為例，其屬于煤礦生產企業的常用設備，在接受機電一體化數控技術的改造后，工作效率明顯提高，并帶動了礦物提升系統自動化水平的上升。

5.3 汽車及航天領域

智能機器人數控技術可推動汽車及航天的發展。同其他行業相比，汽車與航天對制造精度的要求更高，且隨著時間增加而不斷上升。而為了滿足汽車與航天的制造精度要求，必須引入、發展數控技術。智能機器人數控技術不僅可幫助操作人員完成復雜的工作，而且可以幫助其完成危險性較大的工作。就目前的情況來看，數控技術提高汽車與航天相關產品的生產水平，為企業和居民提供了性能更為出色的產品。數控技術的應用，減少了汽車生產、航天工業中的人工成本，提升了生產準確性，對于汽車與航天具有重要意義。

5.4 工業生產領域

在工業生產領域中使用數控技術，有利于提高生產的自動化水平。首先，工作人員將參數輸入操作系統，使得系統通過驅動設備進行工作。同時，啟動自診斷功能，以盡早發現生產過程中的問題。隨著數控技術深入生產流程的控制，企業可利用其對機械制造的關鍵環節進行控制，從而保證制造質量。其次，數控技術可減少工作人員直接接觸制造車間的次數，從而保障其身體健康[5]。某些領域的制造工作，如核工業領域，涉及到某些會產生不良影響的化學原料，長期接觸，工人的身體健康會受到影響，而智能機器人數控技術可降低其接觸危險化學原料的頻率，避免其身體受到化學原料的過多影響。

6 結語

總之，我國居民的物質條件不斷提高，對于各類產品的質量也有了更高的要求。為充分滿足居民的要求，各行業必須提升生產效率，改善制造精度。因此，各行業必須引入智能機器人數控技術，并且探索這一技術在制造中的使用，促使其有效改善產品質量，以進一步提升居民的生活質量。

引用

[1]宋廣舒.智能機器人數控技術在機械制造行業中的應用[J].無線互聯科技,2022,19(5):104-105.

[2]楊朕華.智能機器人數控技術在機械制造中的應用研究[J].內燃機與配件,2020(2):88-89.

[3]李明.機械制造中智能機器人數控技術的應用分析[J].電子世界,2020(10):204-205.

[4]高山,蘇宇萌.智能機器人數控技術在機械制造中的應用[J].數字技術與應用,2019,37(7):16+180.

[5]張曉明.智能機器人數控技術在機械制造中的應用研究[J].科技創新與應用,2019(31):169-170+172.