江苏省常州技师学院 朱 骥

机械零部件加工制造过程中最关键的加工设备就是数控机床，决定着整体加工的质量和效率。而在以往的使用过程中只是将这种数控机床当作是单独的一种加工方式，并没有发挥出更大的作用。在各种信息技术飞速发展的影响下，工业机器人已经逐渐涉及到各个行业中，而数控机床在加工中的重要性也在逐渐凸显出来。机器人主要用于工业机械加工，这个过程不需要人来完成较为繁琐的加工内容。在生产加工中使用机器人能够很好地保障产品的生产质量以及效率，有效避免人工操作所出现的各种问题。

工业机器人结合了诸如计算机系统和微电子学之类的先进技术，以实现更复杂的判断、推理、记忆、图像识别和语言理解。因此，尖端科学技术的发展必将促进机器人技术的不断发展。而随着机器人技术应用的逐渐完善也会进一步促进整体科技的发展。而这种机器人技术的发展和应用也凸显了一个国家整体的工业技术能力和水平。

1 机器人的主要特点

1.1 适应性强

工业机器人通常只需要在不同的工作情况下更换一些机械零件，即可适应许多不同类型的工作需求。

1.2 具有拟人化特征

工业机器人在步行，手臂，腰部旋转和手腕方面与人类有许多相似之处。经过计算机编程后，相应的操作可以自动完成。工业机器人智能化之后，它将配备听觉传感器，视觉传感器，负载传感器和接触传感器，它们类似于人体的许多生物传感器。

1.3 具有多个系统，多个领域和多个学科的特征

它们融合了微电子学和力学原理，被称为机电一体化。最新的智能机器人是对传统概念的进一步发展。它不再局限于感测周围环境的感测系统。它通过计算机系统和微电子技术等先进技术的有机结合，实现了更复杂的功能，例如判断和推理，记忆，图像识别和语言理解。

2 机器人在数控机床中的应用优势

（1）CNC机床在加工过程中能够很好地控制零件的精密度，在开始加工之前进行相关数据参数的设置，可以有效地补偿在处理过程中产生的错误，并且可以顺利进行之后的高质量加工。

（2）将CNC机床和机器人技术进行结合使用，可以进一步提高加工的质量和效率。在实际加工中只需要按照实际需求选择相应的加工尺寸等来调整夹具，就可以生产出高质量的各种产品，极大地缩短了整体的加工时间，有利于提高生产能效。

（3）NC编程语言机床程序选择，该程序中的软件应用和相关程序模块之间具有一致性。考虑到后期使用效果以及软件的升级和维护，系统软件程序共有13个软件编程模块，并提供了一个分析模块，供机器人在CNC加工中进行选择和操作。

3 机器人在数控加工中的设计内容

3.1 机器人整体设计

第一步主要是针对滑轨的设计，目的是实现零件运输，并且通过气控进行操作。在滑轨的两侧分别与筒仓和机器人的借口相连。供纸托盘通过气控来控制滑轨运行操作。同时结合所需要的形状来进行相应毛坯的调整和选择，而托盘的形状需要与之相对应，进行镶嵌，以确保将托盘放置在毛坯中。其中，进纸盘的操作加工需要由机器人进行控制管理，将需要加工的零件和托盘进行移动加工。接着需要在机器人的第六轴尾部来安装抓爪。该结构为手动平行设计的V形凹槽，主要用于抓取各种圆柱形和矩形毛坯。各个抓爪需要保持一定的摩擦作用，所以在使用过程中需要粘上胶带，目的是稳定抓握整个零件。为了节省成本，安全门不会自动开关，门上的把手直接由机器人控制，安全门的开关都是用来进行管理的。并且内部的传动操作也是需要进行气控，所以在整个机器中专门设置了3个气体回路，也就是借助气缸驱动进行操控。这三个分别对应的是滑轨、爪以及机床卡盘的三个气缸。并且在运行过程中是进行联动操作。实际的加工工作非常繁杂，压力较大，因此在长期重复的高压下进行加工制造，难免会出现质量问题。而这种机器人和CNC机床的联合使用能够很好地保障产品质量。这种多轴加工操作主要是针对机床的动能，它可以同时控制四个或更多坐标轴。此外，借助开关、传感器等进行综合控制同样可以来保证高效率高品质的产品加工。可以说通过这种加工方式在提高生产效率缓解工作压力的同时又很好地保障了产品的质量。并且在美学和上光度也得到了改善，可以最大程度地满足不同的生产要求。

3.2 机器人旋转结构

（1）腰部旋转。在这一环节的旋转中主要有两种方式，都是在基座上部安装电动机，只是在旋转方式上存在差异，一种是通过联轴器和齿轮来驱动旋转，另一种是通过谐波减速器之间促进旋转，其是直接作用在基座上旋转。在对以上不同的旋转方式进行讨论之后，最终确定了第二种方式，因为其设计难度较低，易于操作管理，在一定程度上也可以提高机器人的控制精度。

（2）手臂旋转。工业机器人的手臂由两部分组成：大手臂和前臂。手臂有两个旋转选项。第一种方案是使用谐波减速器直接连接电动机和手臂，以驱动动臂和前臂旋转。第二种方案是使用电动机来驱动谐波减速器旋转。在减速器的减速作用下，机器人的前臂驱动联动机构完成动臂的旋转。相比较而言这种方案本身的稳定性更高。通过这种四连杆的结构设计能够有效地降低整体的重量，进而提高稳定性，可以满足较大的工作空间需求。

（3）手腕间距。在该环节的设计中主要有三种选择。首先是通过电动机来驱动谐波减速器推动腕间运动。另一种是将电动机和齿轮进行衔接，然后将其传递至前臂。前臂的前端改变旋转方向，以驱动手腕进行俯仰运动。第三种解决方案是，电机驱动同步轮通过橡胶同步带旋转，并将动力传递到前臂的前端，以实现机器人前臂的腕部俯仰运动。

4 工业机器人在数控多轴加工中的应用

机器人的应用操作第一个优势就是将整体的加工精确度得到保障。通过同一个坐标轴来对不同的环节进行集中控制管理，在操作一次之后就可以有效保障稳定加工，而且可以提高精度。其次，它可以减少固定装置的数量和占地面积。但是在具体的操作过程中依然有各种不足。最常见的就是叶轮之间的碰撞影响，以及机器臂较短。通过常见的加工操作，应该知道机器人手臂的角度是从0°到360°，这意味着可以将具体的数值进行调整控制。当机器臂较短时，需要对角度进行分析调整，然后是相应高度的调整。而这种调整并不是随意的，需要按照相应的设计需求进行操作。不能随意开机关机机器。工业机器人可以按照指定操作通过设置以后替代人工操作，其本质上是已经在工业上使用的机器人，并且具有以下特征。首先，对工业机器人可以设置程序。结合实际加工需求来进行程序更改或调整。工业机器人可以充分发挥其多样性，高效率和小批量等优点，并成为整个制造环节中最关键的部分。另一种是适应性，其主要是结合实际需求更换一些机械零件，以适应许多不同类型的工作需求。工业机器人智能化后，将配备类似于人体许多生物传感器的听觉传感器，视觉传感器，负载传感器和接触传感器。

5 工业机器人下数控加工应用的发展策略

（1）注重专业人员的培养，提供更多优质的人才，为国内整体工业科技水平的发展提供人才支持。这种机器人在工业中应用需要非常专业的技术操作，非常复杂，难度较高，因此需要专业的高技术人才进行管理。而这种工业机器人也在不断的升级优化。所以相关操作人员必须具备极高的专业能力，不仅可以保障当前工作的顺利完成，同时可以紧跟未来技术的不断升级发展。所以这种高技术人才的培养是十分重要的，需要注重人才素质管理水平。

（2）加大科技投入，通过科技创新促进整体工业技术的提升发展。科技在整个工业生产中起到至关重要的作用，因此在引进机器人数控技术之后更应该注重这种科技水平的发展和提升。对于企业自身而言需要设立专门的科技部门进行技术的研发升级，并引进高技术人才来不断提升自身的科技能力，推动整体工业技术的发展。其次，企业要加强与发达国家的合作，派遣人员出国留学。因此需要国家层面给予一定的支持和帮助。

（3）从政策层面提供扶持，优化发展。外部政策环境同样对机器数控技术的发展起到影响。工业的发展除了本身技术的支持以外还需要相关政策制度的帮助，才能在提升内部技术的同时推动整个产业的发展。所以国家应更加注重政策倾斜，重视技术的升级发展，为工业产业的发展创造良好的条件，并且优化外部市场结构，实施良性的市场竞争，帮助企业在技术升级的同时取得可持续发展。

结语：通过全文研究分析能够发现针对机器人数控加工技术的发展和推广，需要注重高技术人才的培养，从而推动整体工业技术的发展。国家政府需要更多的实施科技投入。通过科技创新，促进这种加工技术的应用发展，给予足够的支持，提供充足的资金，创造良好的发展环境，实施扶持性政策。除此之外，本文以针对车床进行重点分析之后，引出了机器人在实际加工过程中的优势和作用。将两种加工技术进行结合，能够调整原有的加工方式，提高产品质量，减少加工实际，缓解工作压力，为企业提供更多优质产品的同时创造更高的收益。