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摘要：随着工业机器人在工业领域的应用发展，给传统的机械制造企业工艺升级带来了福音，文章通过企业实地调研分析了在其应用过程遇到的困境及解决思路，以期为工业机器人在传统机械制造领域的应用提供参考和思路。
关键词：智能机器人；数控技术；机械制造；应用
1 引言
在机器人设计过程中，机械系统设计属于十分重要的内容及组成部分，也是整体设计中的关键内容。在机器人机械系统设计中，并行设计属于比较重要的一种设计模式，也是比较科学的一种方法，可使机械系统设计得到比较理想的效果，因而合理应用并行系统设计模式，从而实现机器人机械系统的科学合理设计也就十分必要，可使设计水平及有效性得到更理想的保障。
2 机器人机械系统设计特点
首先，复杂性特点。就机器人机械结构的整体而言，其相当于通过关节将一系列悬臂杵件进行串连的开式链，然而由于误差以及变形不断产生，在对结构实行设计过程中，不但要使开链结构能够保证灵活性以及能动性，并且对于该结构所产生运动传递以及误差补偿、消除等相关问题需要进行处理，也就导致机械结构设计相对比较复杂。其次，依赖性特点。在整个机器人构成中，由于机械系统、感知系统及控制系统属于构成一个整体，存在十分密切的联系，因而在机械系统整体设计过程中，其设计方案、结构方案等，需要在确定感知系统及控制系统的方法、方式及手段的基础上才能够得以实现，因而具有依赖性特点。再次，协调性特点。对于机器人机械系统而言，其形式及实现手段等方面因素，对于控制系统结构以及其复杂程度等方面均会产生直接影响，并且对于其它系统部件具体结构，以及安装与调控也会产生影响，因而在对机械系统进行设计过程中，需要协调其它各个系统，在此基础上才能够使系统设计取得更加理想的效果，满足实际设计需求。
3 智能机器人数控技术在机械制造中的应用
3.1 工业机器人与数控系统结合的优点
（1）提高生产效率。机械加工中，生产效率的提高取决于有效、合适的生产步骤。机械加工的步骤是固定的，机器人代替人工上下料，步骤是可以调节的，通过设定程序能有效的控制步骤，避免因人为而导致的影响。（2）生产工艺和产品结构的修改节约时间。传统加工工艺的修改，通常经过反复加工试验、操作者的培训等环节，浪费不少时间。使用工业机器人上下料，只需要修改机器人运动轨迹的程序，迅速的改变了生产工艺，节约了时间。控制程序的修改，通常有两种方法，编程输入型和示教输入型，编程输入型就是根据工件加工的工艺编写好程序，通过接口或网络系统将程序下载到控制器中，机器人按照编制的程序运行。示教输入型有两种：一种是由操作者用手动控制器（示教操纵盒），将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接操作执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。（3）提高工件的质量和合格品率。在整个加工过程中，操作者把机器人和数控系统的程序编制完成后，机器人独立完成上下料，需提前设定好放料的位置坐标，并保存在机器人控制器中，这样机器人每次动作的速度、轨迹都是相同的，这样保证了产品加工的精度和质量，只需要开始试验一批产品，如果生产出的试验产品达标，那么就可以批量生产，从而保证合格率。
3.2 机械人机械系统的并行设计模式
对于并行设计而言，其所指的就是在开始进行产品的开发设计时便需要对产品生命周期中各个方面相关的影响因素进行充分考虑，通过对各个环节进行并行集成，使产品开发时间能够得以缩短，使产品设计质量能够得以有效提升，使产品设计成本得以有效降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于机电一体化产品机器人而言，其自身便属于高技术集成而得到的，涉及到机械、控制以及电子与计算机等各个方面的高新技术，因而在对机器人机械系统进行设计过程中需要对机械运动及传动、电子电气及计算机应用技术、控制理论及方法等相关学科相互交叉及渗透的有关技术作为支持。依据机器人系统设计要求及特点，通过对并行设计思想进行利用，可得到机械系统的并行设计模式。
3.3 机器人设计普通模式
首先就是概念设计，也就是依据定义任务将机器人执行要求确定，也就是依据定义任务将机器人执行要求确定，其内容主要包括操作对象、负荷以及速度与精度等内容，并且需要设计机械系统方案。其次，实行初步设计，对于这一点主要包括对机械结构实行设计分析，确定传感器以及控制策略，还有伺服系统设计及模块化。再次，实行详细设计，其包括的内容主要就是详细机械设计，详细电子设计，还有系统综合设计。对于每个设计过程中而言，若无法通过评价，则需要返回初始点或者上一层设计过程中实行设计。对于这种由下而上进行的串行设计方式，其对于机器人系统整体优化会产生十分不利的影响，并且还会导致设计过程有所延长，因而这种设计方式并不适用于机器人机械系统的整体设计。
3.4 基于机器人的机械加工发展趋势
基于智能与传感技术有效结合，工业机器人在机械加工领域的应用不断增大，加工的复杂程度不断提高。其中，应用领域逐渐扩大，类型不断增加，主要体现为工作环境的扩展，而性能多元化与智能化则体现为性能水平提升。第一代工业机器人：示教再现型机器人，主要由示教盒和机械手操作控制器两部分组成，示教再现型机器人可重复再现示教编程存储器中的作业程序，凭记忆进行反复操作，这类机器人在点位控制和不精确路径场合的使用可一定程度上节约成本。然而，由于其自身缺少感知外界环境的传感器，对于复杂环境下的工作无法从事示教工作，难以胜任移动多变的工作环境。第二代机器人是视觉反馈信息的工业机器人，该类机器人基于传感技术发展的具有一定的力觉、触觉、视觉等外部感觉的机器人，能对不规则的外界环境变化进行识别判断并进行反馈调节，及时地处理相关问题并修正运动轨迹。第二代具有视觉反馈，可完成安装装配、焊接等复杂任务。第三代机器人是智能机器人，具有更多人的功能，与第二代机器人相比具有语言逻辑判断功能，处于复杂的或不可预知的环境下，机器人可根据指令或感知自行判断和决策动作。智能机器人的工作是基于任务驱动的理解而获得行动方式，并能计算决策出最佳的处理方案，该类机器人目前处于实验室研究阶段，由于技术原因，机器人难以脱离人的干预而完整地发挥自主功能，因此需要在不断努力完善得机器人的功能，构建人机交互的智能机器人控制系统。
4 结束语
综上所述，工业机器人的发展与数控机床加工精度、PLC控制系统的优化息息相关，我国机器人在工业领域中的应用扩大也是得利于这些技术的快速稳定发展。机器人成本较低，自动控制和智能化水平较高，柔性性能较好等，可实现机械零部件加工及装配等工作，作为先进制造的典型代表，基于机器人的机械加工在未来势必会发展成主要趋势。科技不断发展进步促使基于工业机器人的数控加工精度会不断提高。
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论文作者:蔡汝亮
论文发表刊物:《房地产世界》2019年8期
论文发表时间:2019/9/24
标签：机器人论文; 系统论文; 机械论文; 工业论文; 智能论文; 过程中论文; 加工论文; 《房地产世界》2019年8期论文;