工業(yè)機器人在數(shù)控加工中的應(yīng)用研究

寇 舒

（嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江·嘉興 314101）

工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，促進(jìn)著工業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型升級，這也深刻體現(xiàn)著科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新價值。數(shù)控加工作為典型的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)，工業(yè)機器人在數(shù)控加工中的應(yīng)用具有較高的研究價值。

1 工業(yè)機器人在數(shù)控加工行業(yè)中的應(yīng)用價值

自動化水平較高。與傳統(tǒng)數(shù)控加工生產(chǎn)模式相比，工業(yè)機器人能夠利用自動化技術(shù)開展數(shù)控加工工作，在工作過程中有效的減少了人力資源的應(yīng)用，對提升工作效率與減少人力資源成本具有重要價值。工業(yè)機器人能夠長時間在生產(chǎn)線進(jìn)行操作，對提升工業(yè)產(chǎn)值意義明顯。

生產(chǎn)精密性強。數(shù)控加工行業(yè)對產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的要求較高，工業(yè)機器人能夠在電腦編程下實現(xiàn)對數(shù)控加工數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)控制。受工業(yè)機器人工作模式的影響，在對機器人核心控制器進(jìn)行操作數(shù)據(jù)設(shè)定的背景下，工業(yè)機器人能夠嚴(yán)格對生產(chǎn)精密性進(jìn)行控制，對提升生產(chǎn)效率，減少成本浪費具有明顯的促進(jìn)作用。

適用性強。工業(yè)機器人對工作環(huán)境具有較強的適應(yīng)性，其能夠在不同的工作環(huán)境中開展工作。同時工業(yè)機器人能夠進(jìn)一步開發(fā)數(shù)控的功用，同一臺數(shù)控機床能夠同時進(jìn)行測、銑、鉸等多種不同的工作。

2 工業(yè)機器人在數(shù)控加工中的具體應(yīng)用

2.1 在數(shù)控加工生產(chǎn)車間中的應(yīng)用

工業(yè)機器人可在數(shù)控加工生產(chǎn)車間中進(jìn)行應(yīng)用，數(shù)控機床在對零件進(jìn)行加工的過程中，工業(yè)機器人可參與到數(shù)控加工生產(chǎn)車間，且對提升車間生產(chǎn)自動化程度具有重要作用。伴隨當(dāng)下行業(yè)發(fā)展與工業(yè)機器人使用需求的影響，市場上不斷以數(shù)控機床生產(chǎn)操作為目的生產(chǎn)設(shè)計工業(yè)機器人。以此為前提，工業(yè)機器人在數(shù)控加工生產(chǎn)車間中的應(yīng)用能夠提升車間生產(chǎn)效率與產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，對保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性與產(chǎn)品精密度具有重要價值。工業(yè)機器人能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工24小時不間斷開展車間工作，且不受車間環(huán)境的影響，因此其在數(shù)控加工生產(chǎn)車間中的應(yīng)用十分廣泛。另外伴隨當(dāng)下行業(yè)技術(shù)升級與創(chuàng)新，工業(yè)機器人靈敏度也在不斷提升。

2.2 輔助數(shù)控折彎機工作

數(shù)控折彎中工業(yè)機器人的應(yīng)用主要包含兩種方式，首先，是以數(shù)控折彎機為主，在數(shù)控折彎機運行過程中，借助磁力與真空吸盤工業(yè)機器人能夠在折彎單位內(nèi)進(jìn)行靈活移動，對提升數(shù)控折彎機工作質(zhì)量、提升其自動化水平具有重要價值。另外是以行走軸為前提，工業(yè)機器人在數(shù)控生產(chǎn)線內(nèi)進(jìn)行移動，以提升生產(chǎn)線加工的靈活性。工業(yè)機器人能夠使數(shù)控折彎機進(jìn)行無縫銜接，在軟件編程控制下，工業(yè)機器人能夠進(jìn)行部分封閉控制，這也輔助數(shù)控折彎機工作具有重要意義。另外在工作過程中，工業(yè)機器人能夠通過傳感器對機床速度進(jìn)行識別，從而工業(yè)機器人能夠不斷對自身速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在具體的數(shù)控折彎機工作過程中，工業(yè)機器人應(yīng)用價值不斷凸顯，以電梯、防盜門為主的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。

2.3 確保數(shù)控機床沖壓集成功能的發(fā)揮

數(shù)控機床生產(chǎn)作業(yè)過程中，工業(yè)機器人的應(yīng)用以單機機器人為主，此類機器人在生產(chǎn)過程中，其能夠自足對生產(chǎn)材料進(jìn)行定位移動，進(jìn)而在精準(zhǔn)定位后不斷對板料位置進(jìn)行移動，從而實現(xiàn)對數(shù)控機床沖壓功能的完成。在結(jié)束階段性工作后，工業(yè)機器人能夠?qū)_壓之后的材料輸送至下一工作臺，進(jìn)行下一步工作。在此過程中為實現(xiàn)數(shù)控機床生產(chǎn)環(huán)節(jié)效率提升，部分生產(chǎn)線使用多臺數(shù)控機床與多臺機器人進(jìn)行生產(chǎn)操作，多臺機器人能夠相互配合進(jìn)行生產(chǎn)工作，此種工業(yè)生產(chǎn)模式能夠提升生產(chǎn)效率，在當(dāng)下數(shù)控機床生產(chǎn)車間中十分常見。多臺工業(yè)機器人在生產(chǎn)線中的應(yīng)用中，不同工業(yè)機器人各司其職，以滿足生產(chǎn)線生產(chǎn)需求。另外在數(shù)控機床出現(xiàn)工作狀態(tài)異常時，機器人能夠精準(zhǔn)性的識別機床狀態(tài)立即停止工作，以此保障生產(chǎn)線的安全生產(chǎn)。

2.4 熱模鍛領(lǐng)域的應(yīng)用

在整個數(shù)控機床當(dāng)中，有些機器需要負(fù)責(zé)熱模鍛的生產(chǎn)，熱模鍛生產(chǎn)中比較常見的數(shù)控機床主要包括兩臺模鍛機構(gòu)，工作分別為沖壓和切邊。在使用機器人的時候，也要結(jié)合數(shù)控機床的具體功能選擇兩臺不同的機器人。第一個負(fù)責(zé)移送高溫物料，在頻爐加工完畢之后，把物料準(zhǔn)確的移送到?jīng)_壓機器端；第二個機器人負(fù)責(zé)把沖壓步驟完成后的物料傳送給切邊機。當(dāng)沖壓結(jié)束之后，在高溫狀態(tài)下數(shù)控機床可能出現(xiàn)粘連現(xiàn)象，此時機器人能夠發(fā)揮潤滑劑的作用。在生產(chǎn)過程中，環(huán)境非常惡劣，為了讓機器有更長的使用壽命，必須要對其進(jìn)行維護(hù)，特別是不能讓機器人受到輻射和高溫的傷害。在各種傳感器的作用下，機器人也要有趨利避害的功能，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境非常惡劣的時候，可以采取適當(dāng)?shù)淖晕冶Ｗo(hù)措施。

3 工業(yè)機器人在數(shù)控加工中主要設(shè)計內(nèi)容

腰部旋轉(zhuǎn)。為保障工業(yè)機器人在數(shù)控加工中的應(yīng)用質(zhì)量，機器人應(yīng)當(dāng)具備腰部旋轉(zhuǎn)條件，從機器人生產(chǎn)設(shè)計內(nèi)容上來講，為實現(xiàn)腰部旋轉(zhuǎn)可通過基座上方安全電動機的方式所實現(xiàn)。首先通過聯(lián)軸器與齒輪實現(xiàn)腰部驅(qū)動運行，其次可通過諧波減速器促進(jìn)旋轉(zhuǎn)。以上兩種不同的腰部旋轉(zhuǎn)方式在工業(yè)機器人設(shè)計中較為常見，但由于諧波減速器設(shè)計難度較低且操作管理簡單，此種工業(yè)機器人腰部旋轉(zhuǎn)方式在機器人設(shè)計中較為常見。

手臂旋轉(zhuǎn)。腰部旋轉(zhuǎn)主要是在空間上實現(xiàn)生產(chǎn)搬運與轉(zhuǎn)移，手臂旋轉(zhuǎn)能夠更加強調(diào)空間運輸?shù)撵`活性與空間運輸距離的把控，手臂旋轉(zhuǎn)主要包含大手臂與前臂，與腰部旋轉(zhuǎn)相同，手臂旋轉(zhuǎn)仍然包含兩種形式。諧波減速器能夠能夠?qū)崿F(xiàn)對手臂旋轉(zhuǎn)的控制，使用諧波減速器連接電動機與手臂，手臂能夠得到驅(qū)動，同時電動機同樣能夠驅(qū)動諧波減速器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，不同的手臂旋轉(zhuǎn)方式所呈現(xiàn)的手臂旋轉(zhuǎn)質(zhì)量與穩(wěn)定性具有差異性，在具體的設(shè)計生產(chǎn)過程中，工業(yè)企業(yè)可根據(jù)自身需求對工業(yè)機器人手臂旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行選擇，以此更加高質(zhì)量的滿足工作空間需求。

手腕間距。手腕間距設(shè)計包含三種不同形式，其一，通過電動機來驅(qū)動諧波減速器推動腕間運動。其二是將電動機和齒輪進(jìn)行銜接，然后將其傳遞至前臂。前臂的前端改變旋轉(zhuǎn)方向，以驅(qū)動手腕進(jìn)行俯仰運動。其三，電機驅(qū)動同步輪通過橡膠同步帶旋轉(zhuǎn)，并將動力傳遞到前臂的前端，以實現(xiàn)機器人前臂的腕部俯仰運動。

4 工業(yè)機器人應(yīng)用背景下數(shù)控加工應(yīng)用的發(fā)展趨勢

數(shù)控加工行業(yè)對高新技術(shù)人才的需求量更高。工業(yè)機器人在數(shù)控加工行業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用減少了傳統(tǒng)生產(chǎn)車間工作人力資源，但為保障工業(yè)機器人的正常運轉(zhuǎn)，企業(yè)需要招聘高質(zhì)量技術(shù)人才補充到工作隊伍中，以對工業(yè)機器人運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督與管理。機器人作為自動化技術(shù)與智能化技術(shù)的產(chǎn)物，其對機器人操作與操控人員的技術(shù)要求較高，且受機器人自身程序、技術(shù)專業(yè)性的影響，企業(yè)需要高新技術(shù)人員不斷對工業(yè)機器人進(jìn)行管理，以此保障工業(yè)機器人程序的轉(zhuǎn)型升級。

行業(yè)發(fā)展科技投入成本更高。工業(yè)機器人在數(shù)控加工生產(chǎn)行業(yè)中的應(yīng)用屬于高新技術(shù)類型，此類技術(shù)應(yīng)用需要企業(yè)不斷就自身科技理念與科技水平進(jìn)行提升，這也就增加了行業(yè)發(fā)展成本。對于企業(yè)來講，為順應(yīng)行業(yè)高新技術(shù)的發(fā)展趨勢，企業(yè)需要成立科技部門以對工業(yè)機器人進(jìn)行研究設(shè)計與研究升級，以此實現(xiàn)對工業(yè)機器人的有效應(yīng)用，使得工業(yè)機器人能夠更加符合企業(yè)生產(chǎn)車間生產(chǎn)流程。在此過程中企業(yè)需要引進(jìn)高新技術(shù)人才支撐科技部門的發(fā)展，對此這也就增加了企業(yè)發(fā)展投入成本。

作為行業(yè)未來發(fā)展主要趨勢，企業(yè)需要從政府政策層面尋求扶持。在政策引導(dǎo)下，工業(yè)企業(yè)處于轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期，對此企業(yè)在生產(chǎn)轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中要積極尋求政策支持，以為企業(yè)發(fā)展提供優(yōu)勢。政策扶持包含技術(shù)支持與資金支持兩種主要類型，從技術(shù)支撐上來講，企業(yè)能夠不斷就自身技術(shù)理念與技術(shù)水平進(jìn)行優(yōu)化提升，以順應(yīng)當(dāng)下行業(yè)發(fā)展。從資金支撐上來講，當(dāng)?shù)卣疄榧涌斓貐^(qū)工業(yè)轉(zhuǎn)型，采用資金支持的方式開展工作，資金支撐能夠為企業(yè)發(fā)展提供資金，這也是企業(yè)發(fā)展良好條件創(chuàng)造的主要契機，對優(yōu)化外部市場結(jié)構(gòu)，實施良性的市場競爭，幫助企業(yè)在技術(shù)升級的同時取得可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

綜上所述，工業(yè)機器人在數(shù)控加工行業(yè)中的應(yīng)用具有必然性，其在數(shù)控加工企業(yè)中的應(yīng)用對提升產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率具有重要價值，數(shù)控生產(chǎn)的過程變得更加安全，生產(chǎn)效率有了明顯提升，既節(jié)約了生產(chǎn)成本又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。