许 荣

（宜兴高等职业技术学校，无锡 214200）

基于控制系统，工业机器人能够很好地指导计算机系统工作，监控机械手在工作时的位置、运动轨迹等。在数控加工技术中应用工业机器人，是对自动化技术的改革。随着工业产业不断发展和繁荣，此项技术开始得到普遍的推广和应用。本文将从工业机器人的定义、组成以及在数控加工技术中的应用3大方面来进行深入剖析。

1 工业机器人的概念及特点

1.1 工业机器人的概念

工业机器人主要面向工业领域，是一种自由度高且关节机械手多的机器装备。通过应用自动化技术，工业机器人能够根据事先安排好的流程展开工作，并且在运行工作期间不需要人工操控便能够独立完成工作内容，从而有效降低了人工劳动压力。工业机器人基础模型见图1。

图1 工业机器人

1.2 工业机器人的特点

工业机器人是一种集多种技术于一体的自动化设备，已经成为现在大部分生产企业中较为常见的工业装备。在实际生产中，工业机器人能替代或者辅助工人进行一些劳动强度较大、危险性较高的工作，从而解决由人为操作而引发的一系列安全问题。长远来看，工业机器人的应用对于降低企业生产成本也有显著的效果。随着科学技术水平的不断提高，工业机器人已经成为企业发展中必不可少的关键因素。在现如今市场竞争日益激烈的环境下，企业只有逐步提高其产品的质量和加工水平，才有可能在市场竞争中占据领先地位。所以，在生产制造中引入工业机器人是企业发展的必然趋势。

2 工业机器人的组成

2.1 控制系统

工业机器人的控制系统是通过计算机实行远程操控，完成相关操作后计算机会发出信号和指令。工业机器人接收到信号和指令后，就会开展相应的工作，完成作业。控制系统依据控制器能够有效控制机器人的各个关节驱动器，从而控制机械手在运行中的速度、力度。机器人在运行工作中会带动和协作各个关节，而后实现有效编程的目的。工业机器人控制系统组成框图如图2所示。

图2 工业机器人控制系统组成框图

2.2 执行系统

在执行指令期间，工业机器人需要协作本体中的各个组成部分，包括手臂、腕部、手部等各个关节。工业机器人直接开展工作的部分为手部；腕部负责连接臂部和手部，同时负责工作期间手部的灵活度；手部和腕部的基础为臂部，肩负着支撑整项工作的作用，而且臂部还能调整工作范围，以扩大手部操控范围。执行结构的设计灵感来源于仿生学原理，通过完善和整合原有的机械设备，人机在智能化技术的影响下逐渐一体化，在机械制造中逐渐融入了人类智慧，有效提升了生产效率[1]。

2.3 检测系统

工业机器人自身的监测系统即为检测系统，能够对工作全过程和自身的工作手部位置进行实时监测，并基于控制系统第一时间对计算机展开反馈工作。根据具体的检测结果，计算机会及时调整和优化指令，以防止机械故障造成的损失，从而保证企业的整体经济效益[2]。

3 工业机器人在数控加工技术中的应用

3.1 CNC上下料

依据工业机器人实行数控加工的上下料操作，能够在加工期间实现数控机床工作的自动化，包括翻转、装夹工件材料等。在以往机械加工过程中，拆卸、装夹工件材料等工作十分依赖于人工劳动力。这不仅会增加工作人员的工作强度，还难以有效衔接各项工序，更无法保证重复装夹的精度。不仅如此，在工件的搬运期间还会引发一系列的安全问题。然而，在数控加工过程中运用工业机器人上下料，能够很好地解决上述问题，还能有效提升生产效率，保证产品的品质[3]。

3.2 数控车削加工工艺

工业机器人上下料技术具有较大的复杂性，其中较为明显的是数控车削加工。数控车削加工是一项难度较大的作业任务，且具有综合性和系统性，会涉及到多方面内容，如内外螺纹、外圆、内孔等。在开展车削加工作业中，由于零件加工有较大的切削量，想要实现批量生产任务，可以采用引入工业机器人上下料的方法。合理有效控制加工的工艺方法和流程，提高相关技术参数的全面性和完整度，并有效融合工业机器人和数控车床，能够实现协调工业机器人和数控车削加工之间的动作，合理规划管理车削工艺，从而提高产品生产的效率和质量[4]。

3.3 运行中的逻辑控制

要想确保数控机床加工在柔性制造过程中顺利完成，需要完美配合工业机器人和数控机床。引进和应用工业机器人的目的是提升数控加工的生产率和工作效率，确保生产零件的品质和质量。这一过程需要紧密配合各项加工生产环节，包括装夹原材料、供给原材料、卸料等。通过有效配合和协调数控机床及工业机器人，能够保证零部件生产加工流程的有序性，有效提升生产质量和效率，从而实现柔性制造任务[5]。

4 工业机器人在数控加工中应用的展望

4.1 实现工业机器人与数控多轴机床的有效融合

数控多轴加工中心主要分为卧式加工中心和立式加工中心。以往传统的多轴加工是把原材料放置到机床上根据相应的工序进行逐一加工，即加工完第一道工序后再重新定位进行第二道工序，从而完成整个零部件的加工。这种方式不但会增加工作人员的劳动强度，也会占据更大的工作场地。除此之外，在实施完上一道工序后，如果无法特别精准地找到统一的基准，就会使加工的零件产生极大的误差。而针对多轴数控加工来讲，如果无法统一加工基准，零件的性能就无法得到保障。通过应用工业机器人技术，只需要调控好工业机器人的运行轨迹，就能够大幅提升基准重复定位的精度，从而降低因重复定位基准而造成的累积误差。将工业机器人与数控多轴机床进行有效融合，不但可以有效提升产品质量，而且能够降低生产链的长度，从而使车间的生产管理更加简易化。

4.2 借助智能工业机器人实现数控加工的在线检测

机械制造技术水平的高低会对产品的质量带来影响，但是产品的精度在机械制造行业的生产过程中，除了要考虑人为因素以外，还应该确保机械加工设备的精密程度。高精度的机械设备是保证机械产品在加工过程中质量和精度的首要条件，将智能工业机器人应用到数控加工中能够满足这一要求。零部件的精度和质量需要通过表面质量、形位精度以及尺寸精度等来判定。借助数控技术和智能机器人进行机械制作加工时，若使用激光测量技术中的在线监测系统进行尺寸的实时监控，并借助智能机器人的图像识别功能以及数据传输处理技术等，将零部件加工的各项数据有效传输到工业控制主系统中，然后根据工业主控系统内的计算机集成技术来整合和分析这些数据，能够实时调整和监控加工零件的表面质量、形状精度和尺寸精度等相关参数，从而及时补偿和校正加工零件的各项数据指标，确保各数据参数的精度，进而确保所加工的零部件的精度和质量都能达到合格的标准。

5 结语

国家综合实力与工业领域的发展有着紧密联系，而机械制造技术在这一环节中发挥着不可替代和不可或缺的关键作用。在现代化机械生产的背景中，随着科学技术的不断发展，机械制造技术和制造水平得到了不断提升。在未来的发展过程中，工业机器会受得到大力推广和重视。通过在数控机床中应用工业机器人，能够提高加工生产效率，降低人工劳动压力，发展前景较好。