機(jī)械制造中智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用

劉茹敏 魏 榮 張洪強(qiáng)

(滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 滄州 061001)

1 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)基本理論介紹

將過(guò)去機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中的各種人力操作過(guò)程進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過(guò)數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或者是半自動(dòng)化的生產(chǎn)就稱之為智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)。從數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式上來(lái)分析可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)控技術(shù)屬于一種綜合技術(shù)，其中包含很多其他的技術(shù)類型，比如，其中數(shù)據(jù)處理部分就使用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其中的各項(xiàng)操作需要結(jié)合傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)，除此之外，還需要運(yùn)用機(jī)電技術(shù)達(dá)到控制要求。多項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用讓智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)可以具備這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

我國(guó)目前在智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域中使用的各項(xiàng)設(shè)備主要都是進(jìn)口獲得的，未來(lái)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展有3個(gè)趨勢(shì)：首先會(huì)向著自動(dòng)化方向進(jìn)一步發(fā)展，其次會(huì)向著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，再者會(huì)向著集成化的方向發(fā)展。所以，我國(guó)必須重視國(guó)產(chǎn)機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。在機(jī)械生產(chǎn)中使用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)可以改變機(jī)器生產(chǎn)多方面的情況，首先其可以完成從低精度生產(chǎn)向高精度生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，也完成了從人工操作到半自動(dòng)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，其次通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)可以讓機(jī)械生產(chǎn)具備更高的效率和更低的失誤率，可以避免許多由于手工操作導(dǎo)致的失誤情況。下面對(duì)于智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的控制思路進(jìn)行介紹，首先是收集各項(xiàng)圖紙數(shù)據(jù)信息，接著需要將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到對(duì)應(yīng)的程序數(shù)據(jù)，然后這些數(shù)據(jù)會(huì)被復(fù)制到機(jī)器人的程序中，完成編程以后，程序就會(huì)控制機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)。

2 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)

2.1 提升機(jī)械制造的效率

智能機(jī)器人與傳統(tǒng)的人工工作模式相比，必然能夠獲得工作效率上的提升。從機(jī)械制造行業(yè)的特征上來(lái)看，不同的零部件制造和整體的機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中對(duì)制造工藝和制造精確性都有非常高的要求。在人工智能的指導(dǎo)下，機(jī)械制造工作的效率能夠在保證相關(guān)工序執(zhí)行有效性的基礎(chǔ)上得到全面提升。

2.2 確保執(zhí)行效果的質(zhì)量

只要在前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)智能數(shù)控技術(shù)的作用發(fā)揮流程和環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)地設(shè)置和合理地檢驗(yàn)，一旦投入工作后，智能機(jī)器人必然能夠按照既定的流程設(shè)置和質(zhì)量要求開(kāi)展機(jī)械制造工作，且不同零部件的制作工藝執(zhí)行效果也能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)上的統(tǒng)一，這意味著不同零部件在機(jī)械制造加工中都能獲得符合其精確度和準(zhǔn)確性要求的制造安裝效果。

2.3 對(duì)誤差的自動(dòng)規(guī)避

在智能化的背景下，機(jī)器人的工作開(kāi)展中除了能夠根據(jù)具體的工作要求落實(shí)執(zhí)行相應(yīng)的操作程序外，對(duì)于操作中的誤差也有一定的智能判斷能力。即針對(duì)不同類型的誤差或操作中已經(jīng)出現(xiàn)的失誤，智能機(jī)器人具有自動(dòng)調(diào)整優(yōu)化的功能，相應(yīng)的誤差信息能夠在數(shù)控運(yùn)行系統(tǒng)中留存，并作為系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整的參考依據(jù)數(shù)據(jù)。這種自動(dòng)規(guī)避的功能對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行來(lái)說(shuō)是最大化減小誤差和問(wèn)題影響的重要保障。

3 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的運(yùn)用

智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的運(yùn)用主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：一是零件的加工，零部件在整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中作用雖然非?；A(chǔ)，但具體作用的發(fā)揮情況對(duì)機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行而言具備非常重要的意義，任何一個(gè)零部件如果出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用中將直接影響到運(yùn)行效果。讓智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)參與到零件加工中，基于對(duì)應(yīng)的參數(shù)完成工作。二是完成軌跡規(guī)劃任務(wù)。為了符合生產(chǎn)的需求，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡必須要進(jìn)行合理地規(guī)劃，關(guān)于運(yùn)動(dòng)軌跡的合理性規(guī)劃，不僅包括了運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的軌跡，也包括達(dá)到不同節(jié)點(diǎn)后的工作狀態(tài)和定點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性。同時(shí)軌跡規(guī)劃的合理性直接決定著最終得到零件產(chǎn)品的精度及質(zhì)量。舉例來(lái)說(shuō)，如果在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中使用自動(dòng)拋光系統(tǒng)，那么這個(gè)系統(tǒng)第一步會(huì)對(duì)于型腔的表面信息以及數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后對(duì)于機(jī)器人的軌跡進(jìn)行規(guī)劃，接著使用區(qū)域驅(qū)動(dòng)法完成加工。三是離線編程，所有機(jī)器人的工作過(guò)程及操作都是基于對(duì)應(yīng)程序進(jìn)行的，機(jī)器人具備很好的編程能力，這樣可以讓其實(shí)現(xiàn)離線狀態(tài)下的編程工作。未來(lái)機(jī)器人將會(huì)在各種復(fù)雜領(lǐng)域中不斷優(yōu)化自身的編程能力。

機(jī)械制造中使用的主流機(jī)器人有3種：第一種是傳感型智能機(jī)器人，這種機(jī)器人主要運(yùn)用在一些人工操作難度較大或者是環(huán)境不適合人工工作的場(chǎng)景中，這種類型的機(jī)器人又被叫作外部受控機(jī)器人，其具備3個(gè)方面的能力：可以對(duì)傳感器信息進(jìn)行處理、可以完成現(xiàn)實(shí)控制、具備操作能力。第二種是交互性智能機(jī)器人，這種機(jī)器人可以利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和人進(jìn)行交流，并且可以基于人發(fā)出的指令執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，所以這類機(jī)器人具備決策以及處理的功能。第三種是自主型智能機(jī)器人，這種機(jī)器人不需要人為的干預(yù)，機(jī)器人可以結(jié)合具體的環(huán)境完成對(duì)應(yīng)的工作，這種機(jī)器人展現(xiàn)出3個(gè)特點(diǎn)：適應(yīng)性、交互性、自主性。其中涉及到許多方面技術(shù)，具體包括傳感器數(shù)據(jù)處理技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械制造對(duì)于我國(guó)未來(lái)的發(fā)展來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，同時(shí)智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在未來(lái)將會(huì)主導(dǎo)機(jī)械制造。所以，我國(guó)需要在這個(gè)領(lǐng)域中占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)，完成機(jī)械制造的成功升級(jí)，推動(dòng)我國(guó)智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。