[摘 要]在我国科学技术持续发展背景下，我国科学技术的自动化、智能化水平也在不断的提高，其中尤其是工业机器人得到前所未有的发展。由于工业机器人所具备的稳定性、灵活性等优势特点，可以代替人工完成诸如焊接、搬运、卸货等工作。现目前，对离心式叶轮开展加工主要是依靠多轴数控机床实现，然而在实际运行工作中也较容易出现操作不当、损坏等情况，对其进行维护的成本也比较高，但是将工业机器人应用到其中，不仅可以实现对离心式叶轮复杂零件的有效加工，还能够达到降低成本的作用。基于此，对工业机器人在数控多轴加工中的應用展开研究。
　　[关键词]工业机器人；多轴；数控加工；应用；研究
　　中图分类号：TP355 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）38-0184-01
　　工业机器人技术集合了现代精密机械技术、自动控制技术、检测传感技术等，在实际工作领域中进行应用，可以发挥操作灵活、运行稳定等优势特点，也可以完成精确度要求高、危险系数较大的工作，如：汽车制造、航空领域等。而离心式叶轮作为机械设备行业中的关键部件，被广泛应用于泵、涡轮发动机等动力机械当中，再加上其自身形状复杂、开展工作难度大等特点，导致在实际开展多轴加工中容易对机床、刀具造成损坏[1]。在本文中，对工业机器人原有功能进行优化，并对其应用到数控多轴加工中进行详细的探讨。
　　1工业机器人种类及应用优势
　　受到工作环境和岗位需求的影响，使得工业机器人较多应用在机床上下料、焊接操作等作业中，随着柔性自动化技术的出现，也使得工业机器人的类型和应用范围得到进一步拓展，具体如下表1所示。通过工业机器人在电工电子、轻工业、冶金等领域中的应用，可以发挥以下作用：（1）提高生产自动化程度，工业机器人的应用可以有效实现物资输送、零件的拆卸等，极大的降低了成本的投入，提升了工作效率；（2）改善工作环境，工业机器人无论是处于高温的工作环境，还是处于高压的工作状态，甚至是噪声、灰尘、毒性污染等恶劣环境下，都可以保持高效的工作状态，也有效帮助了人类完成无法完成的工作任务，也极大的改善了人类工作环境，减少人身事故发生率；（3）减轻人力，进行有节奏的生产，工业机器人的应用，从其本质上出发就是一个可以持续性工作，并且不会喊累的劳动工作者，从这一角度出发也降低了人力投入，同时由于工业机器人工作具有连贯性特点，可以根据企业生产计划有节奏的开展生产[2]。
　　2末端机械手修改方案及其自由度分析
　　2.1末端机械手修改方案分析
　　由于工业机器人主轴头本身比较短，也无法实现对装夹刀具等进行有效加工，为对这一情况进行改善，使其更好的满足多轴数控机床应用要求，就需要对其进行修改。在对末端机械手进行修改时也主要是针对主轴头拆除和选择适合的主轴头安装两方面展开，其中在对原始的主轴头拆除时，需要对原有的主轴固定座加以保留，在对新的主轴头选型时，也要结合实际情况，将主轴部件、机床转动系统和整体的结构相互分离开来，而电主轴成为最为理想的方式，通过对其的应用，不仅简化了主传动链，还减少了附加装置在其中的应用，确保转动系统与整体结构之间的独立性。当对新主轴头更换完成后，还需要对安装的精度进行微调和校验，确保其精度的准确性。
　　2.2六个自由度分析
　　六轴机械手主要是由底座、机械臂、滑动平台、旋转点等构成，其中机械臂的实际运动范围和旋转角度也都与机械臂的长度存在密切的联系，如下图1所示。通过对其运动模型的构建，将自由度向量参数变化情况加以简化，不仅可以提高计算的效率，还能够更好的进行仿真。
　　3基于UG环境下的叶轮加工刀轨生成及其后处理构建分析
　　3.1叶轮加工刀具轨迹生成
　　CAM最终的目的在于可以生成一个数控机床可以有效识别的加工代码，在NXCAM环境下所生成的前置处理刀具轨迹不是数控程序，也无法直接应用到数控机床加工当中，也就需要将刀位源文件转换成为机床可以执行的数控程序，并将这一程序输入到机床当中，才能够开展零件加工。在UG NX中也提供了图形后处理器和UG/Post两种后处理器，无论使用哪一种后处理器处置方法，都需要在加工环境中生成刀位源文件，然后将之生成机床数据文件，最后再进行后置处理[3-4]。
　　4基于VERICUT环境下的加工仿真及其优化分析
　　4.1加工仿真
　　在开展多轴加工的过程中，由于增加了旋转运动，也提高了刀具中心坐标位置计算的难度，也更加容易出现坎切、碰撞等问题，而将VERICUT软件应用到其中，不仅可以极大的节省校验时间，还能够对机床实际加工过程进行模拟，进而提高加工效率和质量。在VERICUT软件中包含了验证模块、机床仿真模块、优化模块、接口模块等等，在进行仿真时，首先就需要对机床模型进行构建，并对机床的控制系统进行设置，然后是对毛坯模型加以建立和对系统的参数进行设置，最后调试程序仿真，依次通过开粗加工、叶轮流道面精加工、大小叶片精加工工序，可以确保和提高叶轮的加工精度，在后期机床测试过程中也可以对刀具、夹具与机床之间的碰撞、干涉情况进行有效检查[4]。
　　4.2优化
　　针对仿真中出现的干涉、碰撞现象，其原因主要是：（1）对安全平面的设置不够准确；（2）后处理存在问题，对这些问题进行优化和解决，就需要重新设置测试程序，经过修改后处理参数设置之后没有再发生干扰、碰撞情况之后投入到叶轮加工中。此外，也可以借助VERICUT软件中分析比较功能，对擦伤与残余材料进行检测，其中超出值越大也就说明吻合度越低，运用这一方式也缩短了发现问题的时间，可以进一步对加工方案进行完善，更好的满足加工需求[4-5]。
　　结语
　　在本文中，对工业机器人在数控多轴加工中的应用进行分析和探讨，主要是从工业机器人种类及应用优势展开，并着重对末端机械手修改方案及其自由度、基于UG环境下的叶轮加工刀轨生成及其后处理构建和基于VERICUT环境下的加工仿真及其优化进行详尽的探讨，使得工业机器人更加契合多轴加工要求。
　　参考文献
　　[1]伊水涌.工业机器人在数控多轴加工中的应用研究[D].浙江工业大学，2015.
　　[2]仲杨阳.工业机器人在数控多轴加工中的应用研究[J].山东工业技术，2017，（23）：22.
　　[3]滑雪燕.机电一体化数控技术在机械制造中的应用[J].时代农机，2017，（4）：25-26.
　　[4]伊水涌，楼建勇.工业机器人在多轴加工中的应用[J].科技创新与应用，2015，（36）：23-24.