徐慧

摘要：按照GSK機器人和980T數控車床的具體特征，筆者設計了柔性制造系統;并且在這一基礎上提出了培訓學習模式，為學生在數控車床編程加工中借助機器人來完成裝卸加工提供有用的指導;令學生可以熟悉GSK機器人和數控車床關節(jié)調節(jié)所采取的方法，規(guī)劃機器人的詳細運作軌跡，了解這些機器人的具體使用方法，進而令數控車床自動加工的效率有所得到提升。經由對這一培訓模式的分析，令學生更加了解數控加工智能技術，切實的保證了對本科數控專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)，進而對可以學生對工業(yè)4.0智能數控教學理解的效果。

關鍵詞：數控機床;機器人;柔性制造;培訓模式

0 ?引言

伴隨機器人被開發(fā)出來，工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實施，作為擴展到數控加工智能技術的人才顯得特別關鍵，而培養(yǎng)人才的高校也未能更好的迎合時代發(fā)展的要求，而本次的研究項目主要是試圖借助GSK機器人數控車床柔性制造系統來對這一應用領域中的人才予以培養(yǎng)，并在這一基礎上構建起新的實訓模式，試圖就新的本科數控專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)予以改進，提升學生的學習能力。

1 ?數控車床柔性制造系統布局設計

本數控車床柔性制造系統具備自動裝卸、加工能力，由GSK機器人、物料架、氣動數控車床構成。經由大量的修改、布局和編程，實現數控車床編程的自動化加工，以及裝卸和加工的自動化處理，有效提高了工作效率。

2 ?系統規(guī)劃設計

2.1 工作流程設計

①前期準備。為了確保所設計的系統滿足車間工作需求，應當提前做好各項準備工作。比如，詳細錄入加工程序、試啟動數控車床。

②待一切準備工作就緒，即可進入聯動運行系統環(huán)節(jié)。首先，在完成氣動轉換操作后，數控車床會自動開門，進而使氣動三角夾頭松開。之后，料架便將原料輸送至三角夾頭處。

③自動上緊氣動卡盤、關閉數控車床。在將特定程序錄入機器人后，所有的工件便會經由機器人動作運送至數控車床氣動三角夾頭。之后，柔性制造系統便會上緊三角夾頭，并關閉防護門。因為各項前期準備工作都已經完成，此時，系統會啟動加工程序。

④數控車床自動開門，執(zhí)行成品加工動作。在特定程序之下，數控車床會自動執(zhí)行加工動作。同時，防護門、啟動夾頭都會處于自動開啟狀態(tài)。同樣，依照預設程序，機器人也會執(zhí)行料頭的拆卸動作。而在PR車床加工位置，則會自動掉落經加工后的成品。

⑤通過擰緊氣動夾頭、關閉防護門，可結束數控車床所有動作，使其回歸初始狀態(tài)。得到成品后，機器人會卸下料頭。如果采取分批次的方式加工零件，則可以在料架上按照一定次序放置空白零件。這樣，就可跳過“前期準備”環(huán)節(jié)，實現零件的連續(xù)、批量加工。

2.2 數控車床柔性制造系統中的數控車床氣動改造設計

為了使機械手具備自動化功能，決定對數控車床進行氣動改造。具體可見圖1。在此次改造中，為了促使氣動防護門2自動滑動，新增了與氣源相接的氣動拉桿5。在預先錄入程序后，便可通過對控制面板4上所設的按鈕的操作來完成對元件2的控制。以機械自動化為指導，筆者也將氣動裝置加入到了氣動三角卡盤3。這樣，在預先錄入程序后，依靠對元件4上所設的按鈕的操作，即可自動松緊元件3，也能自動裝卸零件。經過此次氣動自動化改造，數控車床的自動化水平有所提升，不僅能夠自動啟閉門，也能夠依照程序設計進行自動松緊。特別是在系統中引入機器人后，夾緊、加工、卸料等工序都由手臂完成，不僅能節(jié)約人力，也能提升車床的自動化水平。

2.3 典型零件規(guī)劃設計

為了驗證柔性系統的自動化性能，筆者決定以案例的方式加以分析。筆者以零件葫蘆的尺寸及部分加工程序為實例。在文中，并不對零件葫蘆的程序編寫及具體加工活動進行分析，僅探討數控車床柔性制造系統及空間問題。但是，葫蘆的尺寸對料架設計、氣動夾具設計存在著較大的影響。

3 ?數控車床柔性制造系統實訓模式的建立

3.1 方案設計

在建立了數控車床柔性制造系統的系統硬件后，筆者試圖對數控車床柔性制造系統開展相關的培訓。詳細的實施策略主要是：

①培訓目標。經由這一學習，使學生可以掌握數控智能化加工技術，是對數控專業(yè)本科生人才培養(yǎng)提出的新要求，令學生們更加深刻的了解了工業(yè)4.0智能數控的教學要求;培養(yǎng)創(chuàng)新意識，引導學生在課下自主探索。

②實訓對象。本科大三年級的機械類專業(yè)的學生。

③培訓內容。經由前期的規(guī)劃建設和教學程序的設計，指導學生使用工業(yè)機器人完成數控車床編程與加工中的自動裝卸、自動裝卸和自動加工等多個階段的學習。

④培訓計劃。按照設備的耐久性，在培訓階段安排了10名學生。培訓確定為5天。

3.2 數控車床柔性制造系統實訓模式的特色與創(chuàng)新點

①數控車床柔性制造系統作為一種全新的培訓模式引入到柔性制造系統的概念中，去除了之前的單設備培訓模式。多臺設備的聯動，尤其是引入了機器人，不單單是提升了學生們對機械技術的全面理解，而且也增加了培訓內容，學生們獲得了更多的學習機會。②在數控車床柔性制造系統予以培訓的整個期間，學生基本上掌握了GSK機器人和數控車床協調的基本技能，對機器人上下料的軌跡予以規(guī)劃，進而實現了自動上下料操作，節(jié)約了人力。通過這些學習，學生們可以學習到這些相關的內容，改進今后的加工效率，掌握數控加工智能技術并且為自動化加工提供有力的支持。③數控車床柔性制造系統的培訓方式的提出，令學生們對實踐有更多的了解，增加了學生通過這一模式進行創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的機會，鞏固了學生們在實踐中進行自動控制的相關內容，獲得了自動化建設和應用的經驗。

④數控車床柔性制造系統的培訓模式的引入，令學生對機器人有更多深入的理解，明確確立了柔性制造系統的定義，提高了新本科數控專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)和實踐能力。同時也為學生探索其它領域的自動化提供了指導，對實現教學目的，培養(yǎng)學生成才具有良好的促進作用。

4 ?結語

數控車床柔性制造系統的培訓模式是對當下培訓模式的新變革，從單設備培訓模式調整為多設備聯動培訓模式;描述了GSK機器人、數控車床的氣動改造、在PR過程中零件的自動化和無人裝卸，這些內容的培訓不單單是提升了學生的興趣，而且為學生了解機器人和智能化制造提供了穩(wěn)定的基礎，期待其可以為本科數控專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)提供有力的支持。

參考文獻：

[1]榮偉.高職院校工業(yè)機器人創(chuàng)新實踐教學研究[J].農家參謀，2019（18）：265.

[2]施詩，李巍，田肖祝.“以賽促教”教學模式在工業(yè)機器人專業(yè)人才培養(yǎng)過程實踐環(huán)節(jié)中的探索[J].科技資訊，2019，17（23）：113-114.

[3]鄧威進.高職院校工業(yè)機器人創(chuàng)新實踐教學研究[J].湖北農機化，2019（12）：46.

[4]安冬云.數控機床加工與無人機器人在企業(yè)生產中的應用[J].內燃機與配件，2019（17）：79-80.