隨著(zhe)我國裝(zhuāng)備製造業轉型升級(jí),在市場需(xū)求和技術進步雙重作用下,近幾(jǐ)年(nián)來工業機器人與數控機床集(jí)成(chéng)應用發展很快,應用的形式不斷(duàn)擴展,對當前機床智(zhì)能化潮流帶來新的促動,對我國機床工具(jù)行業的轉型升級也必將起到有益的推動作用(yòng)。
鑒於機器人研製以及與機床集成應用的發展現狀,相關企業應如何建立有效的組織聯絡機製,以加強溝通與合作,兩個行業融合發展該建立怎樣的技術規範與標準,以充分做到資源共享與優勢互補,並形成(chéng)產業發(fā)展的合力!
機器人產業正迎來黃金發展機遇期,如何推動工(gōng)業(yè)機器人產業(yè)和機(jī)床工具產業的融合發展(zhǎn),如何做到工業機器人與數控機(jī)床(chuáng)的互為集成應用,已成為當前現代裝備製造業產業升級的重(chóng)要話題。
淺析工業機器人(rén)與數控(kòng)機床的融合(hé)應用(yòng)
機床製造過程中許多崗位主要依賴工人的體力和技(jì)能,生產效(xiào)率低、勞動強度大、缺少熟練技工人才,難以保障產品穩定性和一致性(xìng),促使機床行業越來越多地采用工業機器(qì)人及智能製造技術來改造傳統工藝流程。以往,昂貴的進口機器人和生產線主要在汽車(chē)等少數行業使用,在機床行業等裝備製造業領域應用比例偏低,很大程度上製約著國(guó)內機床行(háng)業自動化程度的提高。
1兩(liǎng)大(dà)產業現狀
經(jīng)過(guò)“十一五(wǔ)”、“十二五”兩個五年計劃,十年磨一劍,中國(guó)數控機床產業發展已進入中檔規模產(chǎn)業化、高檔小批量生產的階段,產業整體水平基本(běn)具(jù)備國(guó)際競爭力。數控係統作為數控機床的控製大腦,國產數控係統(tǒng)廠家(jiā)已經掌握了五軸聯動、小線段插補、動態誤差補償等控(kòng)製技術,也研製(zhì)出高性能、大功率伺服驅動裝置,自主研發促進技術創(chuàng)新與(yǔ)進步,也萌生了工業機器人產業的雛形,催長產(chǎn)業發展。
當前(qián),數(shù)控係統研製(zhì)企業、機床整機企業、自動化應用集成商,甚至房(fáng)地產資本大鱷們(men),都在(zài)嚐(cháng)試進入(rù)機器人領域,掀起了一股機器人產業投資(zī)熱。讓人擔慮(lǜ)的是,政策過度引導帶來的“圈地套惠(huì)”、產業過度投資帶來的產能過剩、缺乏創新驅動帶來的低端同質化競爭等,都將(jiāng)把機器(qì)人產業帶入無序發展。值得思考的是,什麽樣(yàng)的企業最適(shì)合研製工業機(jī)器人?
如何提(tí)升機器人產業的整體質量(liàng)?總的來說,具(jù)有數控係統的基礎,控製係統(tǒng)、伺服(fú)電機、伺服控(kòng)製係統都能(néng)夠批量(liàng)生產的企業具(jù)有一定優勢。日本FUNAC公(gōng)司的產業推進路線,就是(shì)一個成功的典型案例,值得(dé)借鑒與參考。
國(guó)內已有幾家數控係統企業紛紛進入工業機器人產業,走在最先的廣州數控,自2006年起規劃研製工業機器人產業,已走過8個年頭。借(jiè)助(zhù)自身(shēn)控製器、伺服驅動、伺(sì)服(fú)電機產品生產積累(lèi)的經驗,已完(wán)成工業機(jī)器人係列化的全自主開發,產品覆蓋(gài)了3~200kg,功能(néng)包(bāo)括搬運、機床上下料、焊接、碼垛、塗(tú)膠、打磨拋光、切割、噴塗、分揀、裝配等。
隨著用工成本上漲、技能人(rén)才(cái)缺少、高危環保、高強度作業等問(wèn)題的凸顯(xiǎn),工業機器人參與生產(chǎn)製造已(yǐ)被廣泛認知和不斷使用,成為社會關注的(de)焦點。政府更是借此促進產業轉型升級,企業用其開展技(jì)術改造,轉變生產方式,提高作業(yè)效能。然而,中(zhōng)國的機器人保有量不大,民族品牌尚在培育中,綜合競爭力有待(dài)提升(shēng)。那麽,機器(qì)人行業將以什麽樣的(de)模式向前發展?筆者認為,現(xiàn)階段更需要機器(qì)人整機企業、機器人關鍵部件供應商、機器人集成商產業(yè)鏈的協同發展。
2機器人與數控機床融合的集成方式
在數控機床(chuáng)加工應用領域,本土機床上下(xià)料機器人(rén)與數控(kòng)機床的融合應用已在先端發展(zhǎn)之列。從行業應用層次來看,也發生較大改變:
(1)工作島:單對單聯動機加、單對多聯機加(jiā)工。
(2)柔性製造係統(tǒng)(FMS):基於網絡(luò)控製的柔(róu)性機加線,應用PLC控製平台,通過工業以太網總線方式,將多台機(jī)器人、多台數控機床及其輔助設備進行聯網組線,按節拍(pāi)進行有序自(zì)動生產。
(3)數字化車間:借助CAD\CAM\CAPPS\MES輔助(zhù)生產工具、物流技(jì)術及傳感技術,具備生產過程監控、在線(xiàn)故障(zhàng)實時反饋、加工工藝數據管理(lǐ)、刀具信息管(guǎn)理、設備維護數據管理、產品信息記錄等功能,滿足無人化加工需求,實現(xiàn)加工係統的生產計劃、作業協調集成與優化運行。
(4)智慧工廠:借助智(zhì)能化車間布局和ERP信息化管理(lǐ)係統,將最大限度地(dì)給傳統生產方式(shì)帶來革新。信息管理係統的數據庫可以通過網關與各種外部的信(xìn)息係統進行接口,將車間(jiān)接入(rù)ERP係(xì)統,查詢車間生產狀態,實(shí)現企業資源的高(gāo)效配置;借助(zhù)其短信平台、郵(yóu)件平台,可以向管理員進(jìn)行設(shè)備故障、生產進度等信息的實(shí)時匯報(bào)。
3工業機器人與數控機床融合發展的途徑
1.加工製(zhì)造方麵
機器人參與機床結構件加工製造以實現自動化,專用機床(chuáng)服務於(yú)機器人專用減(jiǎn)速機的精密加工,提升(shēng)加工工藝質量及批量生產效(xiào)率等等,具有很大的融合發展空間。借助雙方企業的戰略合作,機器人企業可借助機床廠(chǎng)家的製造與工藝技術能力實現以下目標:
(1)麵向機器人的本體鑄件、減速機結構件(jiàn),共同研究形成批量精密製造技術,提高機器人批量化生產能(néng)力和(hé)工藝水平,攻(gōng)克(kè)可靠性、一致性技(jì)術,實現(xiàn)高效、穩(wěn)定、精密的節拍生產。
(2)麵向機器人工裝、夾具,機加生產線的集成能力,借助各大機床廠的廣大終(zhōng)端客戶渠道資源,委托推廣應用機器人。
(3)研發麵向(xiàng)機床(chuáng)單機及生產線上下料和零部件搬運、鏟刮、倒角、拋磨、焊接、噴塗(粉)等自動化、柔性化生產急需的工業(yè)機(jī)器人,機床企業與工業機器人企業共同(tóng)研製,實現整機零(líng)部件的自動加工,推動機床生產製造技術(shù)水平(píng)提升。
(4)工業機器人機械本(běn)體的關鍵零部件,如轉盤、大臂、箱體、支撐套、小臂、腕體等,尺寸(cùn)精度和形位公差均要求較高,對機械加工設(shè)備、工裝夾具、量檢具等都有很高的要求;機器人減速器的擺線齒殼、行星(xīng)針輪、偏心軸及行(háng)星架(jià)等關鍵零(líng)件的結構優化和(hé)加工,目前國內的加工設備、裝(zhuāng)配工藝(yì)、精度檢測等還難以達到。但立足使(shǐ)用國產數控機床及工具設備完成相關加工,則有助於提高我國高(gāo)端精密機械(xiè)零部件(jiàn)設(shè)計(jì)及加(jiā)工(gōng)水平,促進國產數控裝置與國產數控機床(chuáng)的應用和發展。