工業(yè)機(jī)器人在數(shù)控多軸加工中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人開(kāi)始逐步應(yīng)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中。尤其是工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用在很大程度上提高了工業(yè)生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來(lái)更多的利潤(rùn)。再加上近幾年來(lái)，數(shù)控技術(shù)得到大力發(fā)展，這對(duì)于多軸加工要求的高質(zhì)量、大批量又起到了充分的保障作用，可以幫助企業(yè)更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；數(shù)控技術(shù)；多軸加工

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

0 引言

工業(yè)機(jī)器人之所以廣泛用于工業(yè)當(dāng)中，這是因?yàn)榭梢蕴岣呱a(chǎn)效率，其次是因?yàn)榭梢越鉀Q從前因?yàn)槿斯げ僮魉斐傻馁|(zhì)量無(wú)法保障的問(wèn)題。目前，工業(yè)機(jī)器人的主要作用其實(shí)無(wú)外乎電焊、噴漆、切割和裝配等各個(gè)方面。

1 整體設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的多軸加工作業(yè)當(dāng)中，無(wú)論是取材還是進(jìn)行下一步的放材，都是需要人工手動(dòng)完成的。工人們往往會(huì)先將原材料放到一個(gè)機(jī)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(lèi)推，直到完成最后一道工序。但這樣一來(lái)工人們的工作強(qiáng)度很大，超強(qiáng)的工作強(qiáng)度和復(fù)雜的工作流程再加上周而復(fù)始的重復(fù)作業(yè)，往往會(huì)因?yàn)樯眢w和精神上的疲勞造成或多或少的質(zhì)量偏差，進(jìn)而可能會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。

但是自從工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用于數(shù)控多軸加工之后就在很大程度上解決了這個(gè)問(wèn)題。數(shù)控多軸加工是指機(jī)器的動(dòng)能，能同時(shí)控制四個(gè)或四個(gè)以上的坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，再加上數(shù)控面板、開(kāi)關(guān)、傳感器等零件的配合，就能很好的完成產(chǎn)能任務(wù)。不僅如此，其實(shí)就安全性能、生產(chǎn)效率、工作強(qiáng)度等方面來(lái)說(shuō)，確實(shí)在很大程度上促進(jìn)了效率的提升，提高了商品的質(zhì)量，同時(shí)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(chǎn)要求。而且最重要的是，在生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器人會(huì)根據(jù)產(chǎn)品加工的實(shí)際情況，自行進(jìn)行有效的調(diào)整，這其實(shí)減少了生產(chǎn)中的二次返工或者是直接報(bào)廢的現(xiàn)象。

但作為生產(chǎn)企業(yè)，我們也要明白一個(gè)問(wèn)題。前期在生產(chǎn)企業(yè)引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的過(guò)程當(dāng)中，不可避免會(huì)出現(xiàn)初期成本過(guò)高的問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候很多企業(yè)都會(huì)選擇放棄這種方式。但其實(shí)，前期投入成本高卻換來(lái)后期生產(chǎn)出的都是高質(zhì)量的產(chǎn)品，并且在最大程度上解決人工費(fèi)用以及由于質(zhì)量不過(guò)關(guān)造成的產(chǎn)品的報(bào)廢成本。再加上工業(yè)機(jī)器人本身機(jī)動(dòng)性很強(qiáng)，可以隨時(shí)適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需求，最大程度上滿足不同工序、不同工種所需要的實(shí)際要求和目標(biāo)。最大程度上為企業(yè)提高生產(chǎn)效率，帶來(lái)更好更快的發(fā)展。幫助企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中更勝一籌，樹(shù)立起良好的企業(yè)形象。

2 工業(yè)機(jī)器人在數(shù)控多軸加工中的應(yīng)用

在數(shù)控多軸加工的過(guò)程中，必然會(huì)有一個(gè)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(jù)回轉(zhuǎn)軸的形式同時(shí)可以分為工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸和立式主軸頭回轉(zhuǎn)。就工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸而言雖然主軸結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是剛性相比較其他來(lái)說(shuō)，可以說(shuō)是非常好的了，就成本而言也是偏低的。但是這類(lèi)工作臺(tái)不宜設(shè)計(jì)的過(guò)大，因?yàn)闊o(wú)法承載過(guò)重的東西，尤其是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)角度≥90°時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩。而另一種而言，對(duì)于主軸來(lái)說(shuō)會(huì)更加靈活，同時(shí)也可以設(shè)計(jì)足夠大的工作臺(tái)。同時(shí)可以保障球面切割過(guò)程中能更好地提升表面積的質(zhì)量。

對(duì)于數(shù)控加工而言，其實(shí)是在最大限度上利用坐標(biāo)軸來(lái)完成一系列的生產(chǎn)任務(wù)。也正因?yàn)槿绱耍瑪?shù)控加工具有了很多其他生產(chǎn)方式所不具有的特點(diǎn)：

第一，能最大程度上減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，提高加工精度。這是因?yàn)?，由于坐?biāo)軸能夠同時(shí)控制多個(gè)進(jìn)行集成化作業(yè)，只需要裝一次夾，不僅可以保障工序的有效性同時(shí)還提升了精確度。

第二，能最大限度減少夾具數(shù)量和占地面積。

第三，有效縮短了生產(chǎn)鏈的長(zhǎng)度，使得生產(chǎn)管理的過(guò)程更加簡(jiǎn)化。

第四，縮短了新產(chǎn)品的研發(fā)周期。這是因?yàn)樾纬啥噍S加工之后，很多工序之間會(huì)進(jìn)行無(wú)間斷的配合，這就大大提升了生產(chǎn)效率，同時(shí)也會(huì)最大限度縮短生產(chǎn)時(shí)間。

但其實(shí)，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，我們?nèi)匀粫?huì)遇到許多問(wèn)題。比如說(shuō)葉輪碰撞的問(wèn)題、機(jī)械手臂由于長(zhǎng)度不夠無(wú)法達(dá)到工作臺(tái)的問(wèn)題等。其實(shí)這個(gè)時(shí)候我們要明白，一個(gè)機(jī)械手臂的角度是從0°～360°之間，也就是說(shuō)我們的數(shù)值可以在這個(gè)之間進(jìn)行調(diào)整。如果是碰到機(jī)械手臂無(wú)法抵達(dá)工作臺(tái)的情況，首先就要考慮角度是否正確，其次是工作臺(tái)本身的高度是否合理，但這些在調(diào)整的過(guò)程當(dāng)中一定要根據(jù)原始設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行更改和調(diào)整，不要盲目進(jìn)行更改和替換。除了這種長(zhǎng)度不夠的問(wèn)題，其實(shí)還有機(jī)器之間碰撞摩擦的問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候一定要針對(duì)于不同的問(wèn)題進(jìn)行合理的分析和處理，以便達(dá)到最佳效果，最大限度滿足生產(chǎn)需求。

3 結(jié)束語(yǔ)

自從工業(yè)機(jī)器人在數(shù)控化多軸加工中應(yīng)用之后，大大提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率，最大程度節(jié)約了人工成本，最大限度提高了企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量并且，滿足了不同工序中的不同要求。從而大大增強(qiáng)了企業(yè)在生產(chǎn)中的綜合實(shí)力，提升了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

現(xiàn)在數(shù)控化多軸加工技術(shù)，正越來(lái)越向高速和高效方向發(fā)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(dá)到最高質(zhì)量和最高效率的結(jié)果。但是，就我國(guó)而言，其實(shí)這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)起步較晚，很多東西現(xiàn)在仍然需要依賴進(jìn)口完成組建和裝配，這樣一來(lái)，不僅成本偏高，再加上沒(méi)有掌握核心研發(fā)技術(shù)就出現(xiàn)了有些問(wèn)題難以解決的情況。所以說(shuō)培養(yǎng)核心技術(shù)，掌握核心能力也是十分重要的。這就要求，相關(guān)工作人員多學(xué)習(xí)借鑒，早日找到最適合的技術(shù)。

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作者簡(jiǎn)介：仲楊陽(yáng)（1988-），男，江蘇海安人，大專(zhuān)，初級(jí)，研究方向：數(shù)控加工。endprint