智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用研究

姜德濤

摘要： 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動了人們生活水平的提升，在此背景下，汽車的需求量逐漸增大，推動了我國汽車制造行業(yè)的發(fā)展。鑒于人們對汽車的多樣化需求，新時(shí)期汽車制造正處于持續(xù)升級與轉(zhuǎn)型的過程中，已成功實(shí)現(xiàn)了人工智能技術(shù)下的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動下，我們逐漸走進(jìn)了人工智能的時(shí)代，同樣人工智能也推動了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在汽車制造領(lǐng)域，傳統(tǒng)人工、機(jī)械制造都無法與智能機(jī)器人媲美，無論是降低制造成本，還是提高產(chǎn)業(yè)效能，智能機(jī)器人都體現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢?；诖?，本文重點(diǎn)探究智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用。

Abstract： Economic development has promoted the improvement of people's living standards. Under this background， the demand for automobiles has gradually increased， which has promoted the development of China's automobile manufacturing industry. In view of people's diversified needs for automobiles， automobile manufacturing in the new era is in the process of continuous upgrading and transformation， and has successfully realized the design and production under artificial intelligence technology. Driven by computer network technology， we have gradually entered the era of artificial intelligence， and artificial intelligence has also promoted the development of the robotics industry. In the field of automobile manufacturing， traditional manual and mechanical manufacturing cannot be compared with intelligent robots. Whether it is to reduce manufacturing costs or improve industrial efficiency， intelligent robots have demonstrated powerful advantages. Based on this， this article focuses on the application of intelligent robot numerical control technology in automobile manufacturing.

關(guān)鍵詞： 智能機(jī)器人;數(shù)控技術(shù);汽車制造

Key words： intelligent robot;numerical control technology;automobile manufacturing

中圖分類號：U472.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）18-0206-02

0? 引言

智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，得益于傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，借助了智能機(jī)器人技術(shù)的優(yōu)勢，賦予了傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)自動化、智能化的功能，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)中存在的不足，推動了數(shù)控技術(shù)智能化發(fā)展，對提高汽車制造質(zhì)量、精度有良好效果。從目前的情況來看，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用范圍非常寬廣，同時(shí)取得了較為良好的效果，因此我們還需要站在人工智能的角度，分析智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在汽車制造中的實(shí)際應(yīng)用，充分把握好智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)。

1? 工業(yè)機(jī)器人概述

在國內(nèi)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，智能化機(jī)器人被運(yùn)用到了各大產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，其最主要的特點(diǎn)是具有人的智能，可實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)動，在智能學(xué)習(xí)、行動等方面具有較強(qiáng)的操作性。智能機(jī)器人的發(fā)展，能夠克服人類心理、生理上的難題，尤其是在制造和運(yùn)輸當(dāng)中具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。智能機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用尤為廣泛，因此也可以稱為工業(yè)機(jī)器人[1]。目前，工業(yè)機(jī)器人的行動，主要是通過電腦編程的方式下達(dá)指令，引導(dǎo)機(jī)器人的機(jī)械關(guān)節(jié)運(yùn)動，達(dá)到行動的目的。工業(yè)機(jī)器人依靠其強(qiáng)大控制力，在現(xiàn)代化汽車制造業(yè)中，滿足了汽車制造自動化的需求。在汽車制造技工的過程中，機(jī)器人會根據(jù)加工要求、生產(chǎn)特點(diǎn)、生產(chǎn)環(huán)境等，合理核心的對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整，尤其是在高精密零部件生產(chǎn)過程中，機(jī)器人依靠自動化、智能化變成可以有效提高工作的效益。另外在汽車制造過程中，智能機(jī)器人還可以通過變成的方式進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。機(jī)器人的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具備人的部分特征，在汽車制造過程中機(jī)械手臂的運(yùn)作方式與人的行為類似，這種智能化的設(shè)置，主要是通過電腦編程進(jìn)行驅(qū)動，與各大終端具有非常密切的通信關(guān)系，在完成電腦編程之后下達(dá)指令，就可以在有針對性的情況下使用智能機(jī)器人進(jìn)行制造。

2? 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)分析

2.1 自動化程度高? 在人工智能技術(shù)的推動下，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)具有較強(qiáng)的自動化特征，在人工智能技術(shù)的推動下，可實(shí)現(xiàn)對汽車制造的遠(yuǎn)程控制，尤其是在控制的過程中具有自動化分析、自動化計(jì)算的能力，對提高遠(yuǎn)程控制效果有良好的作用。尤其是在汽車制造過程中，針對制造流程中存在的一些問題，智能機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)對制造流程的實(shí)時(shí)監(jiān)督，便于快速發(fā)現(xiàn)汽車制造期間存在的問題并加以分析，進(jìn)而給出相應(yīng)的解決方案，實(shí)現(xiàn)對汽車制造工藝的自動化優(yōu)化，可以結(jié)合實(shí)際制造條件對制造方案進(jìn)行調(diào)整，對提高機(jī)械加工質(zhì)量、推動汽車制造業(yè)發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。

2.2 加工效率高? 在生產(chǎn)汽車的過程中運(yùn)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，可以根據(jù)加工的實(shí)際情況對加工方法進(jìn)行調(diào)整，可以通過提前在計(jì)算機(jī)設(shè)備輸入程序的方式調(diào)整汽車加工速度，進(jìn)一步對加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，有效降低了汽車加工的難度，在保證加工質(zhì)量的情況下還可以提高加工效率，也就是說智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，在汽車制造加工過程中，具有提高質(zhì)量與效率的作用。

2.3 加工精度高? 在汽車制造領(lǐng)域，如何提高制造加工精度是長期研究的一個問題，人工智能技術(shù)的發(fā)展剛好解決了汽車制造中加工精度這一難題。在應(yīng)用了智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)之后，在保障加工效率的前提下，還保障了加工的精度，尤其是在一些特殊零件加工中，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)體現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢，滿足加工質(zhì)量、精度和效率的要求。智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)最重要的優(yōu)勢就是加工精度高，這也是其在汽車制造領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用的關(guān)鍵，因此對智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢進(jìn)行分析，與推動我國汽車制造業(yè)發(fā)展而言有著非常重要的意義[2]。

3? 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

3.1 智能機(jī)器人控制系統(tǒng)? 智能機(jī)器人技術(shù)中，傳感器是非常核心的一個環(huán)節(jié)，主要起到對汽車制造的控制作用。與傳統(tǒng)機(jī)器人制造相比，智能機(jī)器人運(yùn)用了先進(jìn)的激光傳感器技術(shù)，在控制方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。并且也可以在汽車上安裝傳感器，提高汽車的智能化程度。隨著時(shí)間的推移，各國汽車制造水平進(jìn)一步提升，也推動了機(jī)器人的智能化程度，在汽車制造智能化控制系統(tǒng)中，智能機(jī)器人的適應(yīng)性也得到了增強(qiáng)。當(dāng)前，在汽車制造領(lǐng)域中，最先進(jìn)的生產(chǎn)方式是利用AI智能機(jī)器人的高效率、高質(zhì)量的汽車制造生產(chǎn)，主要是為了提高汽車制造生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，也為了提高汽車的智能性。因?yàn)橹悄軝C(jī)器人數(shù)控技術(shù)具有非常突出的特點(diǎn)，在汽車制造業(yè)中智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)就成了一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)。智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在汽車零部件生產(chǎn)、汽車組裝、汽車焊接等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)了汽車零部件自動化制造、自動化焊接和自動化組裝，有效提高了汽車制造生產(chǎn)的效率，對汽車制造的質(zhì)量也提供了一層重要的保障。在智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，起到了改善傳統(tǒng)汽車制造環(huán)境的效果，對我國汽車制造行業(yè)的發(fā)展而言有著非常重要的作用。

3.2 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在精密加工中的應(yīng)用? 智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)除了對汽車制造生產(chǎn)的質(zhì)量、效率會產(chǎn)生積極影響外，在汽車零部件高精密加工中也有非常良好的應(yīng)用效果，從目前的情況來看應(yīng)用范圍非常廣泛[3]。從目前的情況來看，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在汽車零部件加工過程中，已經(jīng)將加工精度細(xì)化到了微米級別，滿足汽車制造生產(chǎn)精密加工的需求，同時(shí)也提高了精密加工的質(zhì)量，在汽車制造領(lǐng)域發(fā)揮出了至關(guān)重要的效果。在應(yīng)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的過程中，還可以在相對復(fù)雜的條件下完成作業(yè)要求，更好的提高高精度零件的加工效率。

3.3 智能機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化? 基于智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的汽車制造控制系統(tǒng)，主要是由計(jì)算機(jī)設(shè)備、控制器設(shè)備和可編程邏輯控制器（PLC）來實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng)不但可以控制智能機(jī)器人的行為動作，還可以對汽車制造生產(chǎn)模式進(jìn)行調(diào)整，并且通過控制智能機(jī)器人的方式可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)輸出。計(jì)算機(jī)設(shè)備可以對智能機(jī)器人的工作程序進(jìn)行設(shè)定，通過生成程序指令的方式，并將指令傳達(dá)至機(jī)器驅(qū)動器中，利用驅(qū)動器來完成計(jì)算機(jī)設(shè)備下到的指令。PLC和電腦可以對智能機(jī)器人的生產(chǎn)操作方式進(jìn)行控制，同時(shí)在具體生產(chǎn)過程中集成對數(shù)據(jù)的輸出和輸入進(jìn)行模擬，進(jìn)而達(dá)到仿真建模的目的，以此來實(shí)現(xiàn)對外圍設(shè)備的控制，同時(shí)在PLC運(yùn)行期間能夠執(zhí)行少量自動化控制程序。智能機(jī)器人內(nèi)部的控制，可實(shí)現(xiàn)對其他設(shè)備的控制，可實(shí)現(xiàn)對汽車制造生產(chǎn)數(shù)據(jù)的搜集與分析，實(shí)時(shí)對作業(yè)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，通過在智能機(jī)器人內(nèi)部設(shè)置采集設(shè)備的方式，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境的全程監(jiān)控。為了進(jìn)一步優(yōu)化智能機(jī)器人控制系統(tǒng)，提高汽車制造生產(chǎn)的有效性，未來我們還需要不斷加強(qiáng)PLC技術(shù)的應(yīng)用，提高智能機(jī)器人在汽車制造流程中的適應(yīng)性[4]。

3.4 智能機(jī)機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟件優(yōu)化? 從我國汽車制造行業(yè)的發(fā)展情況來看，智能機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟件部分，通常由PC系統(tǒng)和KSS系統(tǒng)兩種，也有二者集成的系統(tǒng)，通過控制軟件可實(shí)現(xiàn)對智能機(jī)器人的內(nèi)部控制。其中會涉及到I/O操作模塊、電機(jī)驅(qū)動設(shè)備、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、串行通信等。比如KSS軟件可以提高智能機(jī)器人獲取數(shù)據(jù)的速度，也可以保證數(shù)據(jù)的完整性，在提高智能機(jī)器人生產(chǎn)功率上有良好效果。通過不斷優(yōu)化軟件系統(tǒng)的方式，可實(shí)現(xiàn)KSS與PC軟件系統(tǒng)集成后的協(xié)同效率，不斷對控制器PID的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行調(diào)整，并著重對控制系統(tǒng)的回路進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到智能機(jī)器人系統(tǒng)數(shù)據(jù)最優(yōu)設(shè)置的目的。

3.5 替代傳統(tǒng)流水線作業(yè)? 自全球進(jìn)入新一代科技革命的背景之后，汽車制造產(chǎn)業(yè)正加速與人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的融合，汽車制造產(chǎn)業(yè)通過其強(qiáng)大的帶動性與關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)了自身轉(zhuǎn)型升級，逐步邁進(jìn)了工業(yè)4.0的先進(jìn)陣地，在此背景下，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)汽車制造的流水線生產(chǎn)模式，智能改造正引領(lǐng)者汽車制造行業(yè)朝著潮流的方向發(fā)展[5]。比如在智能機(jī)器人內(nèi)部控制系統(tǒng)中，添加機(jī)器人搬運(yùn)、揀選等業(yè)務(wù)功能，有效解決了汽車制造企業(yè)從零部件物料庫存管理到柔性搬運(yùn)的系統(tǒng)功能需求，以建設(shè)智能化控制平臺的方式拓寬了汽車制造企業(yè)的業(yè)務(wù)范圍。從目前的情況來看，智能機(jī)器人在汽車制造中已逐漸替代了傳統(tǒng)的電焊工序、呼喊工序、噴涂工藝、裝配工藝和搬運(yùn)工序，在多個領(lǐng)域中有良好與應(yīng)用效果。比如具備裝配功能的智能機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)汽車零部件的自動化裝配，適用于汽車零部件裝配的整體流程中，如座椅、發(fā)動機(jī)、輪胎、儀表盤、內(nèi)飾等部件，都可以通過計(jì)算機(jī)編程的方式實(shí)現(xiàn)對智能機(jī)器人的控制。從國內(nèi)外各大汽車制造企業(yè)應(yīng)用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的情況來看，有效提高了汽車零部件的配合精度，進(jìn)一步保障汽車裝配的效率和質(zhì)量，有效降低了人員的工作強(qiáng)度。而在汽車制造搬運(yùn)流程中，利用智能機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)，搬運(yùn)方式更加穩(wěn)定、靈活，可靠性更強(qiáng)，可以更好的完成物料搬運(yùn)工作，也是降低汽車制造人工成本、提高生產(chǎn)效率的一種方式。

4? 結(jié)語

綜上所述，在經(jīng)濟(jì)與科技的推動下，我國汽車市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，對汽車制造提出了較高的要求。傳統(tǒng)流水線、人工生產(chǎn)的方式，當(dāng)前已無法滿足汽車制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，在滿足汽車制造生產(chǎn)高效率、高精度、高質(zhì)量的條件下，還需要實(shí)現(xiàn)汽車的自動化、智能化生產(chǎn)，有效解決傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)的各種弊端。汽車制造中智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，即汽車生產(chǎn)數(shù)字化、自動化、智能化的一種方式，在節(jié)省生產(chǎn)成本、推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面，有非常廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐夫雪.簡述智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2020，47（03）：5-6.

[2]李輝.智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2020（03）：53-54.

[3]楊朕華.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[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（02）：88-89.

[4]張曉明.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[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（31）：169-170，172.

[5]高山，蘇宇萌.智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（07）：16，180.

[6]張玉路，李華冰.機(jī)械制造中智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用探討[J].汽車世界，2019（12）：126.

[7]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(shí)代農(nóng)機(jī)，2018，45（6）：198.