机械制造中智能机器人数控技术的应用

机械制造中智能机器人数控技术的应用

刘伦,宋德玉 ,高子宇

合众新能源汽车股份有限公司    浙江省桐乡市   314500

摘要：智能机器人是现代科学技术创新发展的重要产物，在多个行业均具有良好应用。尤其是在机械制造领域，应用智能机器人数控技术有助于提高机械生产加工的整体效率，节省成本。该项技术在机械制造业中具有较为广阔的应用前景，有利于推动行业生产转型升级，加快可持续发展进程。因此，机械制造企业需要合理运用智能机器人数控技术，严格把控其在各个环节的应用要点，进一步提升现代工业制造水平。

关键词：机械制造；智能机器人；数控技术

引言

数控技术即数字化控制技术，是利用数字信息控制机械运动和工作过程的技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，适用于各种机械设备。借助数控技术可以实现机械生产的全流程自动化，在提高机械生产质量的同时，加快生产速度。目前，随着我国机械制造业的不断发展，国内机械制造水平得到显著提升，生产规模持续扩大，并随着数控技术的引进与应用，现已从传统机械过渡到机械自动化生产的全新格局。例如，PC+CNC职能控制系统通过使用PC机安装NC软件系统控制数控系统的正常运行，实现了对机械制造的网络化控制，大幅提高了企业的工作效率。由此可见，数控技术在自动化机械制造中的应用具有较高的现实意义，而探究数控技术在自动化机械制造中的实践路径，总结提高数控技术应用水平的有效措施，可再次推动我国机械制造业的创新发展，实现技术水平与生产质量的高效提升。

1数控技术在机械加工技术概述

从概念定义来看,数控技术是现代计算机技术和传统机械技术的系统集成,能够通过规范生产流程的设计、科学管理模式的应用和智能自动技术的优化,基于设定程序范式,实现相应设备运行,最终完成目标产品的生产加工;另外,数控技术还具有辅助产品测试与软硬件系统检测修复的功能。因此,数控技术是一项面向未来的智能化和自动化高效生产技术。对于相关从业企业而言,数控机械加工技术是一项能够显著提升工作效率、减少工作工序、节约资源投入和提升企业竞争力的重要技术,常用的领域包括工业机器人事故检测、自动化加工制造等。具体分析国内实践应用情况,数控技术与机械加工技术相结合的生产应用主要表现在加工制造业。借助电子计算机和互联网络的现代化技术工具,目前部分制造业企业已经实现了以数控机械加工为代表的自动化生产工艺应用,尤其体现在精度要求较高和复杂程度较高的生产环节。数控机械加工工艺的研发与优化有助于提升加工制造和机械制造等产业的生产质量,也能够对提升相关企业国际竞争力和完善国内工业经济发展体系产生较为积极的影响。

2机械制造行业现状分析

当前我国机制造行业规模庞大，产品产量处于世界领先水平。但是在产品技术储备存在较大不足，自主知识产权不多，技术含量不高，使制造产品难以进入高端行列。随着机械制造自动化技术的发展，大大提升生产效率和产品质量，利用计算机输入所需编码和数据，实现机械制造自动化控制，代替传统人工完成机械制造操作；可以有效的保证产品的精确度。机械制造自动化技术的出现满足了市场对于机械产品的要求，解决了产品批量小、产品种类多、产品质量高、制造成本低等难题。因此，机械自动化制造对于整个行业的发展都具有非常重要的意义。

3机械制造中智能机器人数控技术的应用

3.1机械零件加工

智能机器人数控技术在机械制造行业中的应用越来越广泛，有助于保证生产质量。相关人员应当合理把握智能机器人数控技术在机械制造中的应用要点。在机械零件加工环节，需要考虑企业的生产环境。当前，多数企业的生产环境较为复杂，且存在一定的风险隐患，很容易对零件生产质量产生不利影响。应合理利用传感型智能机器人，通过外部计算机控制进行信息处理和生产控制。例如，在机械制造车间制造某一零件时，零件外形为圆柱体，直径为200mm，厚度为20mm。在生产制造过程中需在圆柱体表面边缘部分均等挖4个原点，保障其处于同一圆上的半圆形凹槽。利用传感型智能机器人宏程序进行生产时，先由专业的程序人员针对该零件编写对应的操控参数和程序，将零件的圆盘中心坐标设置为（100，50），设置增量角度为-50°，设置起始钻孔角度为30°、切削角度为50°、孔深为15mm、孔总数目为4。通过将一系列参数输入到传感型智能机器人程序，能够自动实现该零件的生产加工作业，提高加工质量和效率，有助于实现批量化生产，节省成本，增加经济效益。

3.2编程控制

随着自动化设备运行市场需求的持续扩大,基于底层编程系统构建和固定程式应用的数控机械加工技术获得了越来越多的市场关注。不同于传统机械加工范式中技术人员需要根据生产车间的本质需求以及不同批次产品的特点性能的逐一完成产品设计的工作方案,数控技术的引入使得机械加工生产可以根据产品特征实现模块化划分。企业可以针对不同产品需求编制的特定的模块运行程序并灵活调整模块组合,以此节约重复方案设计的额外成本投入,也更为标准的工作流程设定事项漏洞与问题的动态监测。另外,随着数控技术的持续发展,未来编程技术或将能够实现适应车间生产需求的自动化编程调整,以更为自动智能化的方式保障机械加工生产的严密性与精确性,以此减少技术人员的工作量并推动机械加工制造企业的现代化转型,为生产安全稳定和紧密高效提供良好的技术支撑。

3.3刚度优化

为有效提高机械制造水平和生产质量，应当确保零件的刚度，并将其作为衡量质量的重要标准。但是，从我国机械制造行业的发展现状看，刚度问题多是配置工业机器人替代传统的计算机数字控制（Computer Numerical Control，CNC）加工设备，实时控制机械制造生产的精度和刚度。虽然这一措施能够小幅提升机械零件或产品质量，但是仍无法完全满足产品质量要求，需进一步采取优化措施。利用智能机器人数控技术能够有效实现刚度优化，即将传统刚度作为基本模型，有序实施重复性辨识试验，获取与所配置智能机器人对应的关节刚度，有效约束机器人的加工位置、关节角度等。例如，在某机械制造企业中，选择智能机器人数控技术开展生产，对于末端刚度主要是沿代加工曲面方向的半轴长度作为优化指标，运用遗传算法对智能机器人的生产姿态进行优化，从而构建具有较高稳定性的数学模型。相关人员可合理设定智能机器人的力矩执行力，在后续生产加工环节可根据加工零件的检测信息合理判定切割力，进而科学选择最优的生产加工方案。

结束语

在我国机械制造行业中合理应用智能机器人数控技术，有助于提升其整体效能，助力行业前进发展，增加经济效益。因此，在未来的创新发展进程中，应当加深对智能机器人数控技术的应用研究，加强对机械零件加工、规划轨迹、激光测量、离线编程以及刚度优化等环节的应用，确保机械制造的成果与预期目标具有良好的匹配性，合理控制制造风险，助力行业的可持续发展。

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