机器人技术在机械加工中的应用分析

作者:未知

  [摘要]现如今,人们对机器人的认识已经并不陌生,随着科学技术和网络技术的飞速发展,机器人技术在社会多个领域中都有广泛应用,例如:医药行业、石油行业、汽车行业和机械加工行业。可以说,机器人技术的应用进一步推动了社会经济的发展。本文主要以机械加工行业为例,对机器人技术在机械加工中的应用进行探讨,以此来进一步实现机械加工的自动化和智能化,进而更好的促进行业发展。
  [关键词]机器人技术 机械加工 应用
  随着我国科学技术的飞速发展以及机器人技术的持续完善,机器人取代人类开展各类机械加工作业已十分普遍,从应用效果来看,机器人在机械加工中的有效应用,不仅可以促使加工效率的大幅度提升,而且还可以有效避免由于人工操作事物而造成的损失,有利于工业企业经济效益和社会效益的提升,帮助企业进一步实现可持续发展目标。基于此,了解机器人技术,并在此基础上将其作用在机械加工中充分发挥出来至关重要,需要企业相关部门对其给予高度重视。
  一、工业机器人概述
  (一)工业机器人的内涵
  应用于机械加工中的机器人也被称为工业机器人,所谓工业机器人,主要指的是由程序员按照需求进行编程,并以此为依据开展相关工作的多功能操作机构,这些工作不仅包括材料、工具运输,而且也包括了零件的加工等。在过去的时间里,工业机器人常被用于搬运、焊接、喷漆和装配工作。近年来,随着机器人技术的不断优化与完善,工业机器人所涉及的范围越来越广,在工作生产中发挥着不可替代的作用。
  (二)工业机器人的核心关键技术
  工业机器人的核心关键技术主要体现在3个方面,首先是灵巧操作技术。为了保证工业机器人手在机械加工中的灵活度与人工操作相媲美,技术人员采用了先进的理念和技术对机械装置和执行机构进行改进和创新,以期通过对各个机构的不断优化和完善来提高工业机器人的精度、分辨率和可重复性等多项指标,进而达到机械加工的根本需求。需要注意的是,在对灵活操作技术进行完善时,需要结合机器人的驱动安全性来对驱动器和执行机构的设计和材料进行合理选择,尽可能采用新材料来提高机器人的负载与自重比。其次是自主导航技术。自主导航技术多应用于设备和材料运输机器人上,确保工业机器人在使用期间,能够实现安全自主导航。就目前工业机器人的应用现状来看,自主导航这一核心技术仍有很多有待完善的地方,还需要相关技术人员对其进行研发。最后是环境感知与传感技术。环境感知和传感技术的优化是工业机器人未来发展中的一项重要任务,通过对机器人感知系统的优化,可以及时和部件和产品组件的生产情况进行检测,并根据机器人在机械加工工作中的狀态掌握后续需要提高的触觉精度。实践证明,通过高精度传感器构建用于装配任务和跟踪任务进度的物理模型,可以在很大程度上减少自动化生产环节中的不确定性,进而提高机械加工的精准性。
  二、机器人技术在机械加工应用中存在的问题
  在我国工业产业飞速发展的背景下,机器人技术在机械加工中的应用也将越来越广泛。为了将其优势最大限度发挥出来,技术人员必须对现阶段机器人技术在机械加工应用中存在的问题做到全面了解与掌握,并在此基础上根据相关需求做好优化与完善工作。
  (一)工业机器人核心零部件是关键
  在工业机器人的构成中,涉及了多种类型的部件,其中不乏一些核心零部件,为了确保工业机器人的正常运行,必须提高对核心零部件的重视程度。一般来说,这些零部件主要包括高精度减速器、控制器、伺服电动机和驱动器。每一类零部件对工业机器人的性能指标都有起着关键作用。就我国目前工业机器人的各项核心零部件来看,大多依赖进口产品,尤其是高精密减速器方面的差距,也正是这一原因,从而导致我国国产工业机器人较之国外相比,仍有很大差异。除此原因外,创新能力不足、系统研发力度不够也是制约我国工业机器人长足发展的两个重要因素。
  (二)信息交换问题
  作为自动化加工系统,工业机器人并不是独立存在的,而是需要计算机硬件和软件来作为支撑,辅助机器人完成各项操作任务,同时也需要特定的管理系统对其进行管理和完善。这样一来,机器人之间、机器人与计算机之间、加工系统与管理系统之间,就必须要建立起密切的联系,但由于机器人运行有其各自特定的品牌语言,机器人生产厂家繁多,编程语言也是五花八门。这样一来,必然会导致机器人之间与计算机之间的沟通障碍,因此,如何像计算机语言一样规范化是世界各国机器人生产厂商需要解决的难点之一。
  (三)刚度和精度问题
  传统机器人手臂常常细长且为悬臂梁结构,这就大大降低了机器人的整体刚性,尤其是承载垂直于手臂载荷的能力很差。机器人在进行大型零件的加工上就显得困难重重。由于串联机器人刚度的限制,机器人的加工对象只限于软材质材料。此外,机器人的精度也不能满足复杂零件机械加工精度的要求。例如,机器人关节中常用的多自由度铰链自身的精度就是影响整个机器人精度的因素之一。机器人自身刚度和机器人精度是加工机器人面临的主要问题。
  三、结语
  综上所述,在科学技术飞速发展的背景下,自动化、智能化生产加工已然成为机械加工行业的一个必然趋势。机器人技术作为主要加工技术之一,不仅可以节约大量人力、物力和时间成本,而且加工质量也有大幅度提升。可以预见,在未来的时间里,工业机器人在机械加工领域将有更广阔的发展前景。为此,也需要相关技术人员对其进行不断优化与完善,以此来满足不断提升的加工要求,将机器人技术的优势最大限度发挥出来。
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