智能机器人数控技术在机械制造中的运用研究

天津市滨海中等专业学校 李子艳

引言

人工智能时代的到来将大力推动机械制造行业的发展。借助智能系统实现对机械自动化加工的精细控制，可降低人资成本消耗。智能机器人数控技术的研发与应用是目前机械制造行业发展的一个主要方向，利用智能数控技术替代传统机械制造工艺，在终端集成系统的多节点同步控制模式下，极大提高了机械生产的自动性与智能性。文章针对智能机器人数控技术在机械制造中的运用进行探讨，仅供参考。

1 智能机器人数控技术的特点

智能机器人数控技术是借助智能操控系统，将数控操控程序与信息技术控制技术相关联，确保在智能机器人驱动过程中，可按照程序质量完成对不同机械操控工艺的驱动。在现有的机械生产发展中，先进技术及设备的更新为现代机械制造产业提供资源支撑，自动化、可控化的机械生产模式，真正助力于我国工业产业转型中。与传统机械制造模式相比，智能机器人数控技术的实现，将原有粗放式的生产机制转变为精细化、机械化智能化的发展。

第一，集成化。智能机器人数控技术在应用过程中是按照系统平台完成对相关指令的一体操控，在系统驱动过程中，集成化功能的实现是保证不同数据指令节点在驱动过程中的基础。因为在数控操作平台中，由智能机器人控制数控操作程序是按照信息反馈指令下达所执行的，在此期间集成功能的实现，则为智能机器人驱动的数控操控程序提供数据支撑点，保证数字化控制功能实现的精确性。

第二，自动化。传统数控加工模式中，机械控制机制的实现是按照程序罗列，在固定的空间下完成运行，且运行轨迹是由程序编设所执行的，这也使得机械控制自动化功能的实现更加贴近于人们设计诉求。基于智能化机器人的数控实现则是为远程操控以及智能指令调节提供数据运算平台，人工智能处理下的机械生产加工模式，逐渐向柔性化方向所转变，通过一体性、协调性的可控操作，降低生产成本。但是在此过程中，依托于智能机器人而实现的自动操控机制，仍需要人工进行看管。例如，在大体量的工业机械化生产中，智能技术的实现可以自主驱动终端部件完成一系列的生产及规划，但是如果出现系统高负荷运行下所产生的故障累积问题，则极易造成生产脱节的现象。此过程人工看管则是辅助智能机器人数控系统运行的基础，以此来保证各项控制功能实现的精确性。

第三，精细化。智能机器人数控技术的应用，为传统机械制造产业赋予精细化功能，借助智能操控平台，对编设程序进行分析，且内部智能程序驱动中，可按照外界环境的反馈信息，分析不同应用场景下，机械生产制造与前期设计是否一致，提高实际生产质量。同时，在应用方面，经由系统程序的精密计算，起到对终端操控机构的实时控制，这对于精密部件的加工来讲，可达到毫米级、纳米级的生产加工，符合多种应用场景。

2 智能机器人数控技术的应用优势

从技术组成而言，智能机器人数控技术的研发，借助集成系统，将主系统与终端操控模块相关联，构设直接关联属性的联动系统，进而在当前机械制造产业中实现技术驱动。从工业发展趋势看，市场需求、发展诉求的双重作用下，传统机械化生产模式俨然无法适用于工业产业的发展历程中，在先进技术的不断更新下，工业制造业产业必然向精细化、集成化层面所发展。智能机器人数控技术对机械制造行业发展起到的优势如下。

第一，促进机械生产制造模式的转变。在智能、可控系统的支撑下，传统由人工控制的机械生产逐渐转变为由计算机驱动系统自主控制的生产模式，在现有机械运行场景下，高新技术驱动下，为机械控制提供数据支撑。

第二，实现智能化、自动化耦控制。在工业生产转型下，机械制造类产业正逐步融合先进技术，技术在融合与应用过程中，需深度探寻机械生产场景对技术呈现出的诉求点。智能机器人数控技术的研发，借助信息技术、控制技术等，提高机械控制的智能、自动属性，助力机械制造产业的发展。

第三，优化制造流程。智能机器人数控技术的研发，可借助智能操控系统，对终端操控部件施行指令同步驱动，整个处理模式可按照模块、项目完成生产。此过程，智能控制的实现，则可依据相应操控程序，打造一体服务场景，增强系统驱动的合理性。

3 智能机器人数控技术在机械制造中的运用研究

3.1 机械零件加工

传统机械零件加工是主系统程序编设，终端执行机构在电力能源的支撑下，按照程序设定，自主完成驱动，且运行期间，外界信息可反馈到系统中，令系统了解当前驱动场景是否达到预设指标。智能机器人数控技术的应用，则可通过强大的传感能力、信息交互能力、自适应能力等，为机械加工过程赋予自动协调的功能，保证系统在不同驱动场景下，完成对主系统指令的驱动及执行，提高任务处理能力。同时，智能机器人数控处理中，无需人工参与，其可按照既定的程序，自主分析不同驱动场景下，主系统指令任务的完成情况下，且机械生产中，系统可按照程序完成对生产轨迹的数据分析。整个驱动过程的一体化、协同化，可规避因人工操作产生的安全问题，此时，人工在机械生产体系中，则是通过监控系统，远程监管机械生产过程，保证机械加工的安全性、规范性。例如，金属圆盘部件在数控加工中，圆盘直径为150mm，圆盘加工需求是在圆盘外边缘处，以75mm 为指标，均匀地在边缘处挖出四个半圆。

此类加工过程具有复杂性特征，借助智能机器人数控技术的宏编程设计，则可以按照既定的程序完成对生产参数的设定，按照圆盘直径以及在加工过程中刀具切割的轨迹进行参数设定，以参数程序驱动机械刀具的运转。在实际运行期间，主系统按照既定的指令完成一系列的驱动，以保证零部件加工的完整性。

3.2 规划轨迹

机械部件抛光作为机械生产制造中的重要组成，部件生产精度与抛光处理具有较高的关联性。但是在抛光过程中，如果未能按照零部件的契合工艺以及刀具进行调整的话，极易造成因为抛光过程刀具进给深度过大产生的精度破损问题，增加生产成本。基于智能机器人数控技术的实现的操作，则可以在系统中预设相应的程序参数，针对部件以及抛光工具进行程序设定，结合智能机器人数控的精度和调整功能，保证抛光的层次性，有效避免零部件在抛光过程中产生损毁问题。

基于交互型智能机器人数控设计及其实现，则可以针对整个抛光过程进行轨迹设定，此过程中轨迹参数的调整可在不同驱动场景下，完成对相关数据信息的界定，且整个交互控制程序既可以符合机器人运行场景中轨迹信息基准，同时也可以结合机械零部件的精度完成对不同规格不同应用诉求的标准划定，以此来降低材料的浪费。在具体抛光期间，智能机器人数控技术需设定CAM 模板，此类模板在抛光系统运行期间，可针对自配置功能实现相应的扫描记录，即为在不同驱动场景下通过CAM 模板对零部件进行立体结构的扫描，不仅可以获得外部抛光参数，也可以通过内部结构的控制完成对零件规格的分析与测定，通过内部腔表面信息以及外部抛光信息的整合，保证抛光参数设定的精准性，提高实际抛光质量。

3.3 激光测量

智能机器人数控技术在激光测量中的应用可以实现对既定机械产品生产的精度化测量，因为借助激光扫描仪以及传感器，可针对不同驱动场景完成数据信息的高精度反馈处理，保证后期机器人数控技术在驱动过程中的精度性。从系统运行特征来讲，激光测量与系统操作程序之间的关联，可确保各类数据信息在传输过程中不会产生数据误操作的问题，且整个过程也无需人工进行参与，便可以完成高难度的生产任务。针对机械产品生产准备阶段的测量，可结合激光设备完成对相关操作，经由数据识别功能分析机械零部件加工期间的各类尺寸，自主模拟零件尺寸及材料，在生产加工过程中所执行的各类工序，进而保证零件密度、垂直度以及长度在生产精度范围之内。从我国现有的激光测量及驱动形式而言，精度可以控制在0.15～0.2 微米之间。

3.4 离线编程

原有机械生产制备工艺中，针对零部件生产制造需分析零部件实际尺寸参数，结合运行场景对零部件生产工艺进行选取，保证零部件的刚性、质量及精度是符合预设诉求的。但是传统生产模式需长时间的数据确认与计算，采取智能机器人数控技术，则可以通过离线编程实现生产设计与生产加工的对接。经由离线编程可保证零部件在生产过程中一旦遇到不可控因素，按照数据信息的预定执行轨迹及零部件尺寸加工参数进行自适应的调整，此过程中可以增加零部件生产的抗干扰性。例如，设计与生产弯曲金属部件时，借助CAD 技术以及离线编程技术，完成对相关数据的一体化操作，且此类技术在设计编程与具体执行过程中，借助智能机器人完成对既定测控平台的数据模拟，以及整个生产过程的仿真处理。当工作人员编制好程序时，则系统将自动模拟程序驱动，将程序运行过程中对零部件加工所呈现的参数与预设参数相对比，可视化、立体化的模拟场景，令工作人员更为直观地分析自身在设计存在的不足，进而全方位查证零部件在加工生产过程中存在的精度影响问题，逐步调整设计参数，以提高机械生产质量。

4 智能机器人数控技术在机械制造领域的发展趋势

智能机器人数控技术是将智能机器人与数控系统相结合，打造智能化、自动化的应用平台，但是从严格意义上来讲，其属于一种半智能化产品，在大体量的工业机械制造中，仍需要人工进行现场与远程监管。从智能制造的发展概念看，机器人与数控的结合并不等于智能制造、数字化的实现也与智能化具有差异，而其中最为明显的定义是，具有视觉识别、空间动态传感、温度、压力、位移等方面的信息反馈才可看成是智能制造的雏形。其中自动化、数字化的实现只是停留在通讯控制、指令驱动等方面，其本身并不能形成独立、自主的支配，在处理过程中，仍需借助实体完成对相关程序的执行。此外，我国机械制造领域仍与国外发达国家存在一定差距，这就需要在后期发展中，查找目前我国机械智能制造及控制中存在的不足，明确主体发展方向，助力机械制造产业转型与发展。

第一，高精尖的发展方向。从我国现有额制造实力来讲，已经逐步趋于世界前列，但是在部分发展层面仍存在一定的欠缺，例如，数控调控能力不足。对此，后期发展过程中，应加大对既有生产模式及数控加工切入形式的调整，实现资源的高度集成，做到稳固基础产业、升级核心产业，缩减我国与国外先进技术的差距。

第二，模块化的发展方向。高精尖作为核心技术的发展方向,模块化契合于国家经济产业发展背景。因为我国目前仍属于工业生产大国，劳动力密集产业仍需基础经济产业的支撑，为尽量缩减发展过程中的经济成本投入问题，则可朝着模块化发展所转变，针对复杂的机械控制系统进行分析，在满足基础工作的前提下，追求可靠、简捷、经济等方面，真正实现模块化发展。

第三，市场化的发展方向。当智能化发展到一定时期后，智能机器人则成为市场主流产品，对于机械制造行业而言，智能机器人数控技术的研发与应用，为行业发展提供助力，且在市场需求、技术更新的不断导控下，智能机器人数控技术也将随着行业转型而跨入另一个发展阶段。对此，智能机器人数控技术应遵循市场发展规律，发展多元产业，以满足基层市场的供应诉求，提高我国在国际市场中的话语权，加速实现“中国制造2025”的发展目标。

第四，节能化的发展方向。电力能源作为机械生产制造的基础条件，在长时间、高负荷的运行模式下，极易产生高耗能问题。对此，智能机器人数控技术则应起到智能调整的作用，实现生产加工过程的节能效果，贯彻落实我国节能化、环保化政策，助力机械制造产业绿色发展。

5 结语

综上所述，机械制造作为重要的产业基础，兼顾技术发展、经济发展。智能机器人数控技术的研发与应用，借助机械制造平台，实现以技术为驱动的科技化转型，搭载信息技术、传感技术、通信技术、集成技术等，实现对机械生产加工过程的多节点调整，提高制造质量。为进一步增强我国制造业发展实力，应结合加大资源投入力度，在机械领域中实现技术自主，增加我国在国际市场中的竞争力。