工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床集成新時(shí)代

小鼠大膽 · 發(fā)表于 2015-2-11 15:52:13

工業(yè)機(jī)器人正大踏步走進(jìn)機(jī)床領(lǐng)域,，并與機(jī)床結(jié)合在一起,，為用戶提供各種個(gè)性化的智能制造裝備,。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)在機(jī)床上應(yīng)用機(jī)器人還處于起步階段,，許多理論和實(shí)踐問(wèn)題還沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)與解決,。

一、機(jī)器人與機(jī)床集成應(yīng)用的快速發(fā)展

權(quán)威的專業(yè)展覽會(huì)是反映一個(gè)行業(yè)總體情況和技術(shù)趨勢(shì)的最佳窗口,。工業(yè)機(jī)器人正大踏步走進(jìn)機(jī)床領(lǐng)域,，并與機(jī)床結(jié)合在一起，為用戶提供各種個(gè)性化的智能制造裝備,。

形成這種快速發(fā)展趨勢(shì)的原因,，固然與我國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)的引領(lǐng)和催化作用、我國(guó)人力成本的快速提高,、工業(yè)機(jī)器人價(jià)格降低與性能提高這些普遍因素有很大關(guān)系,，同時(shí)也有機(jī)床領(lǐng)域的特殊原因，一是當(dāng)前隨著機(jī)床數(shù)控技術(shù)的不斷完善，各種自動(dòng)檢測(cè),、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的成熟,，機(jī)床技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入智能化新階段，機(jī)器人的加入只是起到了一種推波助瀾的作用,；二是機(jī)器人與機(jī)床的集成應(yīng)用還具有一些特殊優(yōu)勢(shì),，例如，機(jī)床密度加大,，廠房利用率提高,；輔助時(shí)間縮短，提高機(jī)床工作效率,；操作精確性和可重復(fù)性比自然人高;工傷的可能性大為減少,；可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，而沒(méi)有情緒問(wèn)題和情感需求,，等等,。

二、機(jī)器人與機(jī)床集成應(yīng)用的主要形式

在焊接,、搬運(yùn)、碼垛,、裝配等大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域里,，工業(yè)機(jī)器人是作為主機(jī)使用的。與此不同,，與機(jī)床配套的機(jī)器人一般是作為輔機(jī)來(lái)發(fā)揮作用的,。當(dāng)前具體的應(yīng)用形式主要有：

(1)單機(jī)上下料

單機(jī)上下料是機(jī)器人在機(jī)床上最典型和最成熟的應(yīng)用。它比人工上下料更準(zhǔn)確,、迅速,、安全。對(duì)生產(chǎn)批量大,、加工時(shí)間短的中小零件加工,，或需吊裝的笨重工件而言，機(jī)器人上下料的優(yōu)勢(shì)特別明顯,。機(jī)器人與機(jī)床的結(jié)構(gòu)關(guān)系分為機(jī)器人安裝于機(jī)床外部和與機(jī)床構(gòu)成一體兩種形式,。安裝于機(jī)床外部的機(jī)器人，又分為固定式,、移動(dòng)式和?架式等類型,。

(2)機(jī)器人與機(jī)床組成柔性生產(chǎn)線

由機(jī)器人承擔(dān)工件的工序轉(zhuǎn)換工作，與若干臺(tái)機(jī)床組成柔性生產(chǎn)線,，是一種比單機(jī)上下料更為復(fù)雜也更有價(jià)值的一種應(yīng)用,。在當(dāng)前工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中，市場(chǎng)需求越來(lái)越旺盛。在這種應(yīng)用場(chǎng)合下,，機(jī)床布局取決于工藝路線和現(xiàn)場(chǎng)條件等因素,。常見(jiàn)的有L型、U型和直線型,、對(duì)面布置等形式,，其中三臺(tái)數(shù)控機(jī)床構(gòu)成U型的布局，由一臺(tái)機(jī)器人在場(chǎng)地中間進(jìn)行工件轉(zhuǎn)換,，這種布局十分緊湊,。

(3)與機(jī)床共同完成加工工藝過(guò)程

機(jī)器人夾持工件在沖剪、折彎?rùn)C(jī)上實(shí)現(xiàn)加工操作,，不僅是簡(jiǎn)單的上下料,，而是替代了所有原來(lái)的人工作業(yè)。這比人工操作現(xiàn)加準(zhǔn)確和快速,，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,。尤其是徹底解決了沖壓類機(jī)床的工傷隱患。

(4)獨(dú)立完成加工工序

給機(jī)器人裝上專用手爪,，機(jī)器人可以完成切割,、打磨、拋光,、清洗等工藝過(guò)程,。甚至于可以讓機(jī)器人直接夾持切削工具，對(duì)工件進(jìn)行打孔,、攻絲,、鉚接，也可以進(jìn)行切削加工,。在這種情形下,，機(jī)器人本身就是一臺(tái)機(jī)床。具備視覺(jué),、觸覺(jué)的機(jī)器人可以用于組裝,、零件分選等復(fù)雜工序，即使是上下料,，也可以不用帶有定位裝置的專用工位器具,。給機(jī)器人裝備特殊手爪，可用于高溫環(huán)境下作業(yè)的鑄造,、鍛造機(jī)械,，完成取鐵水、澆注,、上下熱毛坯,、更換熱態(tài)的模具等人工難以直接完成的工作。工業(yè)機(jī)器人是一種高柔性的通用自動(dòng)化裝置，它的應(yīng)用場(chǎng)合和功能具有無(wú)限的拓展空間,。在與機(jī)床的集成應(yīng)用中,，工業(yè)機(jī)器人的具體應(yīng)用形式也在不斷發(fā)掘和創(chuàng)新當(dāng)中。

三,、國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)研制與應(yīng)用機(jī)器人的情況

由于工業(yè)機(jī)器人在原理和結(jié)構(gòu)上與數(shù)控機(jī)床有很多相似之處,，都是由數(shù)控系統(tǒng)控制、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)精確位置移動(dòng)的自動(dòng)裝置,，因此機(jī)床制造企業(yè)在工業(yè)機(jī)器人的研制上具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。因此,，國(guó)內(nèi)外有不少機(jī)器人制造企業(yè)都有機(jī)床制造的根底,。

國(guó)內(nèi)也有一些目光敏銳的機(jī)床企業(yè)，察覺(jué)到即將到來(lái)的巨大商機(jī),，從幾年前就介入了工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)制造,。目前國(guó)內(nèi)開(kāi)展機(jī)器人研制的機(jī)床企業(yè)主要有兩類，一類是數(shù)控系統(tǒng)廠商,，如廣數(shù),、華中數(shù)控、南京埃斯頓,、大連光洋,、成都廣泰；另一類是產(chǎn)品門類比較齊全,，在承接成套項(xiàng)目上具有優(yōu)勢(shì)的主機(jī)廠,，如大連機(jī)床,、沈陽(yáng)機(jī)床,、西安北村等。此外,，以精密齒輪制造見(jiàn)長(zhǎng)的秦川機(jī)床集團(tuán),，經(jīng)過(guò)多年刻苦攻關(guān)，成功研制出了機(jī)器人專用的RV減速器,，并已開(kāi)始走向產(chǎn)業(yè)化,。

這些企業(yè)中，廣州數(shù)控和南京埃斯頓已經(jīng)進(jìn)入國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的主要生產(chǎn)廠家行列,，具有相當(dāng)?shù)闹群陀绊懥�,。廣州數(shù)控起步研制工業(yè)機(jī)器人已有六、七年時(shí)間,，現(xiàn)在已經(jīng)具有1000臺(tái)的生產(chǎn)能力,，在機(jī)床應(yīng)用方面也積累了很多成功案例。南京埃斯頓則更側(cè)重于機(jī)器人在成形機(jī)床上的應(yīng)用。

四,、目前需關(guān)注和解決的一些問(wèn)題

目前國(guó)內(nèi)企業(yè)在機(jī)床上應(yīng)用機(jī)器人還處于起步階段,，許多理論和實(shí)踐問(wèn)題還沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)與解決。例如最多見(jiàn)的應(yīng)用形式還是將機(jī)床和機(jī)器人簡(jiǎn)單地組合在一起,，各自使用一套控制系統(tǒng),。要充分發(fā)揮機(jī)器人與機(jī)床集成應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，還需做出不懈努力,。

(1)機(jī)床企業(yè)研制機(jī)器人應(yīng)充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)相關(guān)的固有優(yōu)勢(shì),，樹(shù)立更高的發(fā)展目標(biāo)

從基礎(chǔ)理論的研究與應(yīng)用，到制造與裝配工藝的完善,，到減速器,、伺服電機(jī)等基礎(chǔ)零部件的突破，不斷努力,，為提升國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的水平和質(zhì)量做出貢獻(xiàn),。

(2)為促進(jìn)機(jī)床與機(jī)器人集成應(yīng)用水平的提升，應(yīng)加緊相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定

在這一領(lǐng)域,，對(duì)機(jī)床和機(jī)器人的控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)都有一些特殊要求,，需要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的制定進(jìn)行規(guī)范。

(3)應(yīng)積極開(kāi)展機(jī)器人專門人才的培養(yǎng)和相關(guān)知識(shí)的普及

由于是新興產(chǎn)業(yè),，機(jī)器人的研制和應(yīng)用人才都很稀缺,。特別是應(yīng)用方面，目前在國(guó)內(nèi),，無(wú)論是機(jī)器人集成商還是用戶,，知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)還不同程度地匱乏，往往因此導(dǎo)致項(xiàng)目的挫折和失敗,。

(4)與機(jī)器人協(xié)同工作的機(jī)床應(yīng)具有足夠的自動(dòng)化功能

例如加工精度的自動(dòng)檢測(cè),、刀具磨損情況的自動(dòng)檢測(cè)與補(bǔ)償及刀具的自動(dòng)更換等，從而保證柔性工作單元的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,。

(5)對(duì)協(xié)同工作的機(jī)器人和機(jī)床應(yīng)進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì),，分別進(jìn)行必要的適應(yīng)性改變

這里不僅有機(jī)械結(jié)構(gòu)(例如防護(hù)結(jié)構(gòu))的改變，也有控制系統(tǒng)的整合,、各類傳感器的布置等,，從而形成一個(gè)空間布局統(tǒng)一合理、功能相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體,。

鑒于機(jī)器人研制以及與機(jī)床集成應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀,，相關(guān)企業(yè)應(yīng)建立有效的組織聯(lián)絡(luò)機(jī)制，以加強(qiáng)溝通與合作,，充分做到資源共享與優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),，及時(shí)建立必要的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),，形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合力。這對(duì)我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)也必將起到有益的推動(dòng)作用,。

迷茫的維修 · 發(fā)表于 2015-2-11 16:47:30

上下料

拉斯特 · 發(fā)表于 2015-2-11 17:23:31

看著這些文字，表達(dá)了中國(guó)的機(jī)械蒸蒸日上,，繁華的很,，但實(shí)際的情況卻是相反的，沒(méi)有人搞基礎(chǔ)原件,，我一般至少用臺(tái)灣的電機(jī),，好的用羅克韋爾的，減速機(jī)至少是臺(tái)灣的,，好的用alpha的,，就拿行星齒輪減速機(jī)來(lái)說(shuō)吧，他的精度可以達(dá)到多少,，達(dá)到了精度與壽命,，價(jià)格怎么樣。

世間有真情 · 發(fā)表于 2015-2-11 17:50:31

現(xiàn)實(shí)離理想還是有點(diǎn)差距

專業(yè)醬油男 · 發(fā)表于 2015-2-11 19:58:38

國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的差距真的不是一點(diǎn)兩點(diǎn),，而且就目前機(jī)械人僅維持溫飽的行業(yè)狀態(tài),，更別指望年輕人能有多大的興趣投入其中了

fly402418688 · 發(fā)表于 2015-2-11 21:10:42

加工設(shè)備+機(jī)器人的組合對(duì)大批量生產(chǎn)的還是很有搞頭的.

pexray · 發(fā)表于 2015-2-11 21:16:48

不集成沒(méi)辦法吧,，關(guān)鍵部件沒(méi)有,，只能抄個(gè)殼子搞搞集成

Cavalier_Ricky · 發(fā)表于 2015-2-11 21:17:00

老板再有錢，靠“仿”運(yùn)營(yíng)企業(yè)的,，就很難買這類設(shè)備的,。因?yàn)樽约憾疾恢烂髂陼?huì)造什么東西。,。,。

沒(méi)有自己的技術(shù)積累,，怎么去選擇機(jī)械手，怎么去讓他產(chǎn)出更高的附加價(jià)值,？

怎么算都是成本高,。。,。

yunpppl000 · 發(fā)表于 2015-2-12 16:49:46

hjxx111 · 發(fā)表于 2015-6-13 13:20:20

很有指導(dǎo)意義,！

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