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

尹方　張景康

摘要：隨著社會發(fā)展進(jìn)程的推進(jìn)，我國機(jī)械制造行業(yè)得到蓬勃發(fā)展。與此同時，對機(jī)械制造精度及制造效率提出了新的要求，需要產(chǎn)品具備個性化定制、生產(chǎn)周期短等特征。而傳統(tǒng)老式設(shè)備、機(jī)械制造技術(shù)難以滿足相關(guān)要求。在這一時代背景下，對智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，既是機(jī)械制造技術(shù)體系的未來主要發(fā)展趨勢，也是機(jī)械制造領(lǐng)域智能化與自動化發(fā)展的基礎(chǔ)所在，具有重要的現(xiàn)實意義。

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

引言

在智能化、現(xiàn)代化的時代背景下，制造業(yè)也在朝著智能化的方向發(fā)展。在機(jī)械制造領(lǐng)域中，智能機(jī)器人的數(shù)字控制技術(shù)是智能機(jī)器人智力發(fā)展的重要技術(shù)支持之一，也是智能機(jī)器人未來發(fā)展的主要趨勢之一。與傳統(tǒng)的機(jī)械制造方式不同，引入數(shù)控技術(shù)的機(jī)械制造更強(qiáng)調(diào)設(shè)備和技術(shù)的自動化與智能化。所以，在時代背景下，將智能機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域，有利于提高機(jī)械制造的水平和技術(shù)，創(chuàng)造有利的技術(shù)條件，提高機(jī)械制造產(chǎn)品的效率和質(zhì)量。因此，研究智能機(jī)器人數(shù)字控制應(yīng)用技術(shù)在機(jī)械制造方面十分重要。

1智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)特點

1.1自動化

智能機(jī)器人的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提高數(shù)控技術(shù)的自動化程度，能夠更好地實現(xiàn)機(jī)械制造的自動化操控。當(dāng)然，機(jī)械制造尚不能實現(xiàn)全過程自動化生產(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)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動化操控，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)人工模式向自動化智能方向發(fā)展，符合新時期機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。

1.2集成化

智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造領(lǐng)域中，會在生產(chǎn)制造中構(gòu)建智能化的操作系統(tǒng)。通過集成技術(shù)，集成產(chǎn)品各方面的數(shù)據(jù)、信息，對各方面進(jìn)行有效、合理的操控，構(gòu)建智能化的生產(chǎn)板塊，形成一體化的操作系統(tǒng)，很好地保證生產(chǎn)過程的連續(xù)性和完整性。目前，技術(shù)高速發(fā)展，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的水平也在不斷提高，集成化的程度也在提高，推動了機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展。

1.3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，能夠通過自動化操作生產(chǎn)，實現(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。

2智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

2.1零件加工

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，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，需要借助人工的方法進(jìn)行生產(chǎn)，但是人工長時期的生產(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，控制整個生產(chǎn)過程，借助傳感功能，保證每個生產(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)。

2.2軌跡規(guī)劃

零件拋光是機(jī)械制造中的一項關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)，零件拋光質(zhì)量將影響機(jī)械制造精度、產(chǎn)品質(zhì)量，其重要性不言而喻。但在傳統(tǒng)機(jī)械制造模式中，受到人為因素影響，時常出現(xiàn)拋光零件損壞生產(chǎn)問題，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，以及對交互型智能機(jī)器人的配置，將替代人工，受控于外部計算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行人—機(jī)對話，根據(jù)實際生產(chǎn)需求做出相應(yīng)動作，有效規(guī)劃軌跡，最大程度降低人為因素對機(jī)械制造精度的影響系數(shù)。同時，交互型機(jī)器人普遍具有信息處理以及決策等功能模塊。例如，某企業(yè)為提高零件拋光質(zhì)量，配置了適當(dāng)數(shù)量與規(guī)格型號的交互型智能機(jī)器人，在零件拋光作業(yè)要求、CAM軟件模塊以及實際生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，編制自動拋光系統(tǒng)，系統(tǒng)具有多軸銑加工掃描功能，在后續(xù)零件拋光加工環(huán)節(jié)中，智能機(jī)器人與自動拋光系統(tǒng)將對所加工零件的型腔表面信息進(jìn)行采集、分析與處理，隨后基于輔助模塊快速生成零件腔表面數(shù)控加工軌跡，系統(tǒng)操控智能機(jī)器人依照所設(shè)定零件拋光加工軌跡開展生產(chǎn)作業(yè)。從技術(shù)實際應(yīng)用角度來講，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在軌跡規(guī)劃領(lǐng)域中的應(yīng)用，針對性提高了零件拋光加工精度，以及零件加工良品率。

2.3激光檢測

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各類機(jī)械設(shè)備與產(chǎn)品逐漸呈現(xiàn)出精密化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化發(fā)展趨勢，在持續(xù)提升機(jī)械設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量性能的同時，也對制造精度提出了更高的要求。因此，在我國汽車制造等行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展過程中，逐漸提高對智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用力度、重視程度，配置了大量的自主型智能機(jī)器人。這類智能機(jī)器人的技術(shù)特征為，具有良好的交互性、自主性以及適應(yīng)性能。無需生產(chǎn)人員、技術(shù)人員對各類機(jī)械設(shè)備與智能機(jī)器人進(jìn)行外部控制，自主型智能機(jī)器人即可獨立完成各項生產(chǎn)任務(wù)，模擬人類的智能行為與思維模式，在所獲取生產(chǎn)信息基礎(chǔ)上合理設(shè)定、執(zhí)行控制指令。例如，在激光檢測領(lǐng)域，某企業(yè)所配置自主型智能機(jī)器人在生產(chǎn)過程中，基于圖像識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，快速對各類機(jī)械零件的規(guī)格尺寸進(jìn)行精密測量，并在測量結(jié)果基礎(chǔ)上合理制定零件加工生產(chǎn)方案。在技術(shù)實際應(yīng)用過程中，各類機(jī)械零件的激光測量分辨率穩(wěn)定保持為1μm，且重復(fù)精度保持在0.2μm。

2.4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，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，在平臺內(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。

結(jié)語

隨著智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在很多機(jī)械制造行業(yè)都發(fā)揮著巨大在作用，在我國工業(yè)發(fā)展中業(yè)起決定性作用，對我國機(jī)械制造的發(fā)展有重要的意義。工業(yè)機(jī)器人數(shù)控技術(shù)是今后提高工業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)保障，機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了生產(chǎn)過程機(jī)電一體化，大大提高了機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工藝的不足，為我國機(jī)械制造工藝的后續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，是我國工業(yè)發(fā)展邁出的重要一步。

參考文獻(xiàn)：

[1] ?廖徠華.在機(jī)械制造中智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018，1507：197-198.

[2] ?杜延杰，張朝君，周楠.淺談智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018，16：121.

[3] ?魏大巍.智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用探討[J].時代農(nóng)機(jī)，2018，4506：198.

（作者單位：嘉思特華劍醫(yī)療器材（天津）有限公司）