工業機器人在數控多軸加工中的應用研究

摘 要：隨著經濟的發展和科學技術的進步，機器人開始逐步應用到生產生活當中。尤其是工業機器人的應用在很大程度上提高了工業生產效率，為企業帶來更多的利潤。再加上近幾年來，數控技術得到大力發展，這對于多軸加工要求的高質量、大批量又起到了充分的保障作用，可以幫助企業更好的發展。

關鍵詞：工業機器人；數控技術；多軸加工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.018

0 引言

工業機器人之所以廣泛用于工業當中，這是因為可以提高生產效率，其次是因為可以解決從前因為人工操作所造成的質量無法保障的問題。目前，工業機器人的主要作用其實無外乎電焊、噴漆、切割和裝配等各個方面。

1 整體設計

在傳統的多軸加工作業當中，無論是取材還是進行下一步的放材，都是需要人工手動完成的。工人們往往會先將原材料放到一個機床上，等一道工序完成后，指示燈提示完成后再把第一道工序中加工好的放到第二道工序上，依次類推，直到完成最后一道工序。但這樣一來工人們的工作強度很大，超強的工作強度和復雜的工作流程再加上周而復始的重復作業，往往會因為身體和精神上的疲勞造成或多或少的質量偏差，進而可能會影響到產品的質量。

但是自從工業機器人運用于數控多軸加工之后就在很大程度上解決了這個問題。數控多軸加工是指機器的動能，能同時控制四個或四個以上的坐標軸同時進行作業，再加上數控面板、開關、傳感器等零件的配合，就能很好的完成產能任務。不僅如此，其實就安全性能、生產效率、工作強度等方面來說，確實在很大程度上促進了效率的提升，提高了商品的質量，同時商品的美觀度、拋光度也有所提升，最大程度上滿足了不同的生產要求。而且最重要的是，在生產過程中，機器人會根據產品加工的實際情況，自行進行有效的調整，這其實減少了生產中的二次返工或者是直接報廢的現象。

但作為生產企業，我們也要明白一個問題。前期在生產企業引進工業機器人的過程當中，不可避免會出現初期成本過高的問題，這個時候很多企業都會選擇放棄這種方式。但其實，前期投入成本高卻換來后期生產出的都是高質量的產品，并且在最大程度上解決人工費用以及由于質量不過關造成的產品的報廢成本。再加上工業機器人本身機動性很強，可以隨時適應自動化生產的需求，最大程度上滿足不同工序、不同工種所需要的實際要求和目標。最大程度上為企業提高生產效率，帶來更好更快的發展。幫助企業在競爭中更勝一籌，樹立起良好的企業形象。

2 工業機器人在數控多軸加工中的應用

在數控多軸加工的過程中，必然會有一個加工中心支持。加工一般分為立式加工中心和臥式加工中心兩種。但是根據回轉軸的形式同時可以分為工作臺回轉軸和立式主軸頭回轉。就工作臺回轉軸而言雖然主軸結構比較簡單，但是剛性相比較其他來說，可以說是非常好的了，就成本而言也是偏低的。但是這類工作臺不宜設計的過大，因為無法承載過重的東西，尤其是當A軸回轉角度≥90°時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。而另一種而言，對于主軸來說會更加靈活，同時也可以設計足夠大的工作臺。同時可以保障球面切割過程中能更好地提升表面積的質量。

對于數控加工而言，其實是在最大限度上利用坐標軸來完成一系列的生產任務。也正因為如此，數控加工具有了很多其他生產方式所不具有的特點：

第一，能最大程度上減少基準轉換，提高加工精度。這是因為，由于坐標軸能夠同時控制多個進行集成化作業，只需要裝一次夾，不僅可以保障工序的有效性同時還提升了精確度。

第二，能最大限度減少夾具數量和占地面積。

第三，有效縮短了生產鏈的長度，使得生產管理的過程更加簡化。

第四，縮短了新產品的研發周期。這是因為形成多軸加工之后，很多工序之間會進行無間斷的配合，這就大大提升了生產效率，同時也會最大限度縮短生產時間。

但其實，在實際應用當中，我們仍然會遇到許多問題。比如說葉輪碰撞的問題、機械手臂由于長度不夠無法達到工作臺的問題等。其實這個時候我們要明白，一個機械手臂的角度是從0°～360°之間，也就是說我們的數值可以在這個之間進行調整。如果是碰到機械手臂無法抵達工作臺的情況，首先就要考慮角度是否正確，其次是工作臺本身的高度是否合理，但這些在調整的過程當中一定要根據原始設計圖紙進行更改和調整，不要盲目進行更改和替換。除了這種長度不夠的問題，其實還有機器之間碰撞摩擦的問題，這個時候一定要針對于不同的問題進行合理的分析和處理，以便達到最佳效果，最大限度滿足生產需求。

3 結束語

自從工業機器人在數控化多軸加工中應用之后，大大提升了企業的生產效率，最大程度節約了人工成本，最大限度提高了企業所生產的產品質量并且，滿足了不同工序中的不同要求。從而大大增強了企業在生產中的綜合實力，提升了企業競爭力。

現在數控化多軸加工技術，正越來越向高速和高效方向發展，并且在柔性，精度和多功能上也是不斷推陳出新，并且努力達到最高質量和最高效率的結果。但是，就我國而言，其實這項技術在我國起步較晚，很多東西現在仍然需要依賴進口完成組建和裝配，這樣一來，不僅成本偏高，再加上沒有掌握核心研發技術就出現了有些問題難以解決的情況。所以說培養核心技術，掌握核心能力也是十分重要的。這就要求，相關工作人員多學習借鑒，早日找到最適合的技術。

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作者簡介：仲楊陽（1988-），男，江蘇海安人，大專，初級，研究方向：數控加工。endprint