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

楊朕華

摘要：在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，對傳統(tǒng)的制造領(lǐng)域進(jìn)行升級，利用智能技術(shù)推動(dòng)傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)型發(fā)展，成為各領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展不竭的動(dòng)力的同時(shí)，還使我國機(jī)械制造具備信息化和智能化特點(diǎn)。將智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造中，不僅擺脫人工操作的束縛，降低人工操作的工作強(qiáng)度以及出現(xiàn)的錯(cuò)誤，還能提升生產(chǎn)效率，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，有助于創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。本文圍繞智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用展開討論，為該技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展提供參考依據(jù)。

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

0? 引言

傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)，已經(jīng)無法滿足人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦袑Ξa(chǎn)品的需求，人們對具備自動(dòng)化和智能化的產(chǎn)品產(chǎn)生極大的興趣，利用自動(dòng)化智能化的機(jī)械產(chǎn)品，可有效提升生產(chǎn)效率，同時(shí)還能為人們的生活提供便捷的服務(wù)。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造中應(yīng)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，不僅顯著提升機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，還能豐富機(jī)械產(chǎn)品的功能。

1? 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的基本概念

智能機(jī)器人是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，應(yīng)用在機(jī)械制造中，成為推動(dòng)機(jī)械制造領(lǐng)域創(chuàng)新的載體，在有限的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出高質(zhì)量的機(jī)械產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦猩a(chǎn)出服務(wù)性、便捷性的產(chǎn)品。在機(jī)械制造中融入智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，向機(jī)械制造過程下達(dá)運(yùn)行指令，指令由電腦編程技術(shù)制定，通過指令的方式控制機(jī)械制造過程，使機(jī)械制造在半自動(dòng)和全自動(dòng)狀態(tài)下，快速安全的完成生產(chǎn)任務(wù)。

工作人員使用電腦軟件編程智能機(jī)器人的運(yùn)行程序，在實(shí)際機(jī)械制造期間，按照運(yùn)行程序進(jìn)行生產(chǎn)，使機(jī)械制造過程體現(xiàn)出智能化特點(diǎn)，在減少人工操作過程中，顯著提升機(jī)械制造的質(zhì)量和效率，并且保證機(jī)械制造的精度符合使用標(biāo)準(zhǔn)。

2? 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢和特點(diǎn)

傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)，無法進(jìn)一步提升產(chǎn)品的精度，從而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。而智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)運(yùn)用在機(jī)械制造中，可提升產(chǎn)品的精度，有助于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，使機(jī)械制造具備良好的競爭能力。在提高機(jī)械制造的精度的過程中，還能加快生產(chǎn)效率，按照已設(shè)定好的程序，機(jī)械制造在規(guī)定的流程中快速開展生產(chǎn)，即便是在生產(chǎn)不同類型的零件，只需調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，即可保證質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)效率，有效控制生產(chǎn)成本。

智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)可優(yōu)化和調(diào)整傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)，使生產(chǎn)流程更加簡便，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都可通過優(yōu)化，省略多余的生產(chǎn)過程。傳統(tǒng)的機(jī)械制造過程，在遇到不同型號或者不同功能零件時(shí)，都需要經(jīng)過復(fù)雜的程序設(shè)定，并且保證設(shè)定的參數(shù)符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，但是上述過程消耗較多的時(shí)間，還無法獲得良好的生產(chǎn)效果。運(yùn)用智能機(jī)器數(shù)控技術(shù)，在生產(chǎn)不同類型和不同功能零件時(shí)，將設(shè)定好的參數(shù)輸入到控制程序中，程序按照指令即可進(jìn)行生產(chǎn)。以車床加工不同類型的零件為例，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，需要經(jīng)歷長時(shí)間的中斷，在此期間設(shè)定對應(yīng)的指標(biāo)和參數(shù)，但是在中斷過程中，無法形成完成的生產(chǎn)過程，同時(shí)浪費(fèi)較多的時(shí)間，降低生產(chǎn)效率。運(yùn)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，無法暫停生產(chǎn)過程，在更改相應(yīng)的指標(biāo)和參數(shù)時(shí)，控制程序會(huì)及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方式，生產(chǎn)出的零件規(guī)格和質(zhì)量，都符合使用標(biāo)準(zhǔn)，并且保證生產(chǎn)的延續(xù)性，有助于提高生產(chǎn)效率。

智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，快速準(zhǔn)確的調(diào)整零件生產(chǎn)參數(shù)，即便在生產(chǎn)復(fù)雜的零件時(shí)，通過智能定位系統(tǒng)，保證零件的每個(gè)生產(chǎn)部位，都能得到精準(zhǔn)的控制，其次，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，可以增強(qiáng)機(jī)械制造的模塊化能力，逐漸擴(kuò)大智能化生產(chǎn)規(guī)模，同時(shí)還為計(jì)算機(jī)輔助制造、自動(dòng)化控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)創(chuàng)造廣闊的應(yīng)用空間。

3? 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國為推動(dòng)各領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展，建立健康穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，在機(jī)械制造領(lǐng)域投入巨大的資源，力求對傳統(tǒng)的制作產(chǎn)業(yè)進(jìn)行升級，發(fā)展成智能化機(jī)械制造體系，通過人工智能的操作，控制機(jī)械制造的每個(gè)環(huán)節(jié)。在歷經(jīng)七五攻關(guān)計(jì)劃、九五攻關(guān)計(jì)劃以及863計(jì)劃，我國智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)發(fā)展較快，并且應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，許多領(lǐng)域都具備自主知識產(chǎn)權(quán)，為我國機(jī)械制造領(lǐng)域奠定堅(jiān)實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)。

4? 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

4.1 零件加工

在機(jī)械制造零件加工過程中，運(yùn)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，主要依托智能機(jī)器人的傳感能力，在宏程序控制下，面對復(fù)雜困難的零件時(shí)，依然準(zhǔn)確高效的完成生產(chǎn)任務(wù)。傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)，在面對復(fù)雜并且生產(chǎn)條件較差的環(huán)境時(shí)，需要借助人工的方法進(jìn)行生產(chǎn)，但是人工長時(shí)期的生產(chǎn)，在惡劣的環(huán)境中極易引發(fā)安全事故。應(yīng)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，可以滿足上述環(huán)境中的生產(chǎn)需求，通過自動(dòng)化智能化的生產(chǎn)模式，工作人員只需通過遠(yuǎn)程操作，控制整個(gè)生產(chǎn)過程，借助傳感功能，保證每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)在安全穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)。

以加工金屬圓盤為例，圓盤半徑為100mm，要在圓盤的邊緣，以半圓為單位在均勻的間隔距離下開挖出4個(gè)半圓槽。由于該零件加工過程較為復(fù)雜，利用傳感型智能機(jī)器人，通過宏程序設(shè)定生產(chǎn)參數(shù)，向機(jī)械制造設(shè)備發(fā)出指令，設(shè)備按照指令即可開始生產(chǎn)。

4.2 規(guī)劃軌跡

在機(jī)械制造中，零件拋光是重要的組成部分，若在拋光中未能控制精度，會(huì)破壞零件的精度，從而影響零件質(zhì)量。傳統(tǒng)的拋光過程需要人工方式進(jìn)行，由于人工無法很好的控制精度，會(huì)破壞零件的整體性，嚴(yán)重情況造成零件無法使用。運(yùn)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)進(jìn)行零件拋光，將零件拋光過程設(shè)定參數(shù)，保證拋光的精度的同時(shí)，還能防止零件受到損壞。

利用交互型智能機(jī)器人，對零件拋光過程設(shè)定規(guī)劃軌跡，機(jī)械制造設(shè)備按照軌跡運(yùn)行，在規(guī)定的動(dòng)作下進(jìn)行拋光，從而順利的完成軌跡規(guī)劃任務(wù)。所以精確的控制交互型智能機(jī)器人規(guī)劃軌跡，不僅能保證機(jī)械產(chǎn)品的零件精度、規(guī)格以及指令滿足使用標(biāo)準(zhǔn)，還能避免造成材料的浪費(fèi)。在實(shí)際拋光過程中，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)會(huì)設(shè)定CAM模塊，CAM模塊是組成自動(dòng)拋光系統(tǒng)的核心，同時(shí)配置UGCAM軟件對零件進(jìn)行掃描，有助于獲得零件內(nèi)部精準(zhǔn)的參數(shù)，以便控制零件的規(guī)格。進(jìn)入到零件的拋光階段，工作人員對零件內(nèi)部等型腔表面信息進(jìn)行整理，借助輔助映射功能，使零件拋光過程按照設(shè)定好的參數(shù)進(jìn)行拋光，從而提升拋光精度。

4.3 激光測量

機(jī)械制造領(lǐng)域生產(chǎn)出的產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在人們生活和工作，并且隨著人們對機(jī)械產(chǎn)品精度的要求不斷提升，機(jī)械制造精度也不斷升高，在傳統(tǒng)的機(jī)械制造中運(yùn)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，借助激光測量技術(shù)，不僅顯著提升產(chǎn)品的生產(chǎn)精度，還能使機(jī)械制造過程，在無人操作自動(dòng)化狀態(tài)下完成生產(chǎn)任務(wù)。激光測量機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的準(zhǔn)備階段，根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)定好測量程序，配合使用交互型、傳感型智能機(jī)器人，對零件進(jìn)行識別，通過識別獲取零件的加工數(shù)據(jù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能，提升機(jī)械零件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，以零件尺寸為例，利用激光測量技術(shù)，通過自主型智能機(jī)器人，可快速識別零件的尺寸，將識別的尺寸傳輸至傳感器，有傳感器發(fā)出測量的數(shù)據(jù)，包括零件的密度、垂直度以及長度等，使零件的機(jī)械生產(chǎn)精度控制在標(biāo)準(zhǔn)值以下，尤其是重復(fù)精度可控制在0.2？滋m以下，而尺寸的分辨率控制在1？滋m以下。

4.4 離線編程

傳統(tǒng)的機(jī)械制造過程中，需要工作人員在生產(chǎn)的準(zhǔn)備階段，明確零件的生產(chǎn)要求，以便在生產(chǎn)過程中控制零件的精度和質(zhì)量。但是傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式需要較長的時(shí)間設(shè)定零件參數(shù)，并且無法保證生產(chǎn)的精度。所以運(yùn)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，通過離線編程的方式，使零件生產(chǎn)過程在特殊的環(huán)境中，仍能自行調(diào)整，避免受到外界因素的干擾，影響到零件生產(chǎn)的精度和質(zhì)量，有助于提升生產(chǎn)效率。利用離線編程技術(shù)，在制作彎曲金屬板時(shí)，配合使用CAD技術(shù)，輔助完成零件的離線編程操作。此外智能機(jī)器人以離線編程為基礎(chǔ)，搭建零件模擬加工平臺(tái)，在平臺(tái)內(nèi)對零件的生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬，根據(jù)模擬環(huán)境下零件出現(xiàn)的問題，既能提前制定好預(yù)防方案，還能增強(qiáng)零件加工的持續(xù)性，從而獲得良好的生產(chǎn)效果。此外在離線編程內(nèi)，配合使用3D技術(shù)，使零件編程過程呈現(xiàn)立體的效果，為工作人員設(shè)定零件加工離線呈現(xiàn)提供直觀的可視化服務(wù)，避免零件在生產(chǎn)期間，由于隱藏的問題影響到零件的質(zhì)量和精度。

5? 結(jié)語

綜上所述，在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，在對傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)行升級換代的同時(shí)，不僅顯著提升機(jī)械制造的精度和效率，還能推動(dòng)機(jī)械制造智能化、自動(dòng)化的發(fā)展能力，顯著提升我國機(jī)械制造水平，為我國各領(lǐng)域生產(chǎn)出具備智能化、自動(dòng)化的機(jī)械產(chǎn)品發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

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