隨著我國裝備製(zhì)造(zào)業轉型升級(jí),在市場需(xū)求和技術進步雙(shuāng)重作用下,近幾年來工業機器人與數控機床集成應用發展很快,應用的(de)形式不斷擴展,對當前(qián)機床智能化潮流帶來新的促動,對我國機床工具行業的轉型升級也必將起到有益的推動作用。
鑒於機(jī)器人研製以及與機床(chuáng)集成應用的發展現狀,相(xiàng)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(zuò),兩個行業融合發展該建立(lì)怎樣的技術規範(fàn)與標準,以(yǐ)充分做到(dào)資源共享與優勢互補(bǔ),並形成產業發展的合力!
機器人產業正迎來黃金發展(zhǎn)機遇期(qī),如何推動工(gōng)業機(jī)器人產業和機床(chuáng)工具產業的融合發展,如何做(zuò)到工業機器人與數控機床的互為集成應用,已成為當前現(xiàn)代裝備製造(zào)業產(chǎn)業升級的重要話題。
淺析工業機器人與數控機床的融合應(yīng)用
機床製造過程中(zhōng)許多(duō)崗位主要依賴工人的體力和技能,生產效率低、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,促使機(jī)床行業越來越多地采用工業機器人及智能(néng)製造技術來改造傳統工藝流程。以(yǐ)往,昂貴的進口機器人和生產線主要在汽車等少數行業使用,在(zài)機床行業等裝備(bèi)製造業領域應用比(bǐ)例偏低,很大程度上製約(yuē)著國內機床行業自(zì)動化程度的提高。
1兩大產業現狀
經過“十一五”、“十(shí)二五”兩個五年計劃,十年磨一劍,中國數控機床產業發展(zhǎn)已進入中檔規模產業化、高檔小批量生產的階段,產業整體水平基本具備國際競爭(zhēng)力。數控係統作(zuò)為數(shù)控機(jī)床(chuáng)的控製大(dà)腦(nǎo),國產數控係統廠家已經掌握了五軸聯動、小線(xiàn)段插補、動(dòng)態誤差補償等控(kòng)製技術,也研(yán)製出高性能、大功(gōng)率伺服驅動裝(zhuāng)置,自主研發促進技術創新與進步,也萌生了工業機(jī)器人產業的雛(chú)形,催長產(chǎn)業發展。
當前,數控係統研製企(qǐ)業、機床整機企業、自動化應用集成(chéng)商,甚至房地(dì)產資(zī)本大鱷們(men),都在嚐(cháng)試進入機器人領域(yù),掀起了一股機器人產業投(tóu)資熱。讓人擔慮的是,政策過度引導帶來的“圈地(dì)套惠”、產業過度投資帶來的產(chǎn)能過剩、缺乏創新驅動帶來的低端同(tóng)質化競爭(zhēng)等,都將(jiāng)把機器人產業帶入無序發(fā)展。值得思考的是,什麽(me)樣的企業最適合(hé)研製工業機器人?
如何(hé)提升機器人產業的(de)整體質量?總的(de)來說,具有數控係統的基礎,控製係統、伺服(fú)電機(jī)、伺(sì)服控製係統都能夠批量生產的企業具有一定優勢。日本FUNAC公司的產業推進路線,就是一(yī)個成功的典型案例,值得借鑒與參考。
國內已有幾家(jiā)數控係統企業紛紛進入工業機器(qì)人產業,走在最先的廣州數(shù)控,自2006年起規劃研製工業機(jī)器人產業,已走過8個年頭。借助自身(shēn)控製器、伺服驅動、伺服電機產品生產積累的經驗,已完(wán)成工業機器人係列(liè)化的全(quán)自主開發,產品覆蓋了3~200kg,功能包括搬運、機床上下料、焊接、碼垛、塗膠、打磨拋光、切割、噴塗、分揀、裝配等。
隨著用(yòng)工成本上漲、技能人(rén)才缺少(shǎo)、高危環保、高強度作業等問題(tí)的凸顯,工業機(jī)器人參與生產製造已被廣(guǎng)泛認知和不斷使用,成為社會關注的焦點。政(zhèng)府更是借此促進產業轉型升級,企業用其開展技術改造,轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,提高作業效能(néng)。然而,中國的機器人保有量不大,民族品牌尚在培育中,綜(zōng)合競爭力(lì)有待提升。那麽,機器人行業將以什麽樣(yàng)的模式向前(qián)發展?筆者認為,現階(jiē)段更需要機器人整機企業、機(jī)器人關鍵部件供應商、機器人集成商產業鏈的協同發展。
2機(jī)器人與數控機床融合的集成方式
在數控機床加工應用領域,本土機床上下料機器人與數控機(jī)床的融合應用已在(zài)先端發展之列。從行業應用層次來看,也發生較大改(gǎi)變:
(1)工作島:單(dān)對單聯動機加、單對多聯機加工。
(2)柔性製造(zào)係統(FMS):基於網絡控製(zhì)的柔性機加線,應用PLC控製平(píng)台,通過工(gōng)業以太網總線方式,將多(duō)台機器人、多台數控機(jī)床及其輔助設備進行聯網組線,按節拍進行(háng)有序自動生(shēng)產。
(3)數字化車間:借助CAD\CAM\CAPPS\MES輔助生產工具、物流技術及傳感(gǎn)技術,具備生產過(guò)程監控、在線故障實時反饋、加工工藝數(shù)據管理、刀具信息管理、設備(bèi)維護數據管理、產(chǎn)品信(xìn)息(xī)記錄等功能,滿足無人(rén)化加工(gōng)需求,實現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:借助智能化車間布局和ERP信息化管理係統,將最(zuì)大限度地給傳(chuán)統生(shēng)產方式帶來革新。信息管(guǎn)理係統的數據庫可以通過網關與各種外部(bù)的信息係統進行接口,將車間接入ERP係統,查詢車間生產狀(zhuàng)態,實現企業資(zī)源的高(gāo)效配置;借助其短信(xìn)平台、郵件平台,可以向管理員進行設備故障、生產進度等(děng)信(xìn)息的實時匯報。
3工業機器人與數控機床融合發展的途(tú)徑
1.加工製造方麵
機(jī)器人參(cān)與(yǔ)機床結構件加工製(zhì)造以實現自動化,專用機床服務於機器人專用減速機的精密加工,提升(shēng)加工工藝質量及批量生產效率等等,具有很大的融合發展(zhǎn)空間。借助雙(shuāng)方企業的戰略合作,機器人企業可借助機(jī)床廠家的製造與工藝技術能力實現以下目標:
(1)麵向(xiàng)機器人的本體鑄件、減速機結(jié)構件,共同研究形成批量精密(mì)製造技術,提高機器人批量化生產能力和工藝(yì)水平,攻克可靠性、一致性技術,實現高效、穩定、精密的(de)節拍生產。
(2)麵向機器人工裝、夾具,機加生產線的(de)集成能力,借助各大機床廠的廣大終端客戶渠(qú)道資源,委托推廣應用機(jī)器人。
(3)研發麵向(xiàng)機床單機及生產線上下料和(hé)零(líng)部件搬運、鏟刮、倒角、拋磨、焊接、噴塗(粉)等自(zì)動化、柔性化(huà)生產急需(xū)的工業機器人(rén),機床企業與工業機器人企業共(gòng)同研(yán)製,實現整機零部件的(de)自動加工,推動機床生產(chǎn)製造技(jì)術水(shuǐ)平提升。
(4)工業機器人機械本體的關鍵零部件,如轉(zhuǎn)盤、大臂、箱體、支撐套、小臂、腕體等(děng),尺寸精(jīng)度和形位公差均要求較高,對機械加工設備、工裝夾具、量檢具等都(dōu)有很高的(de)要求;機器人減速器的擺(bǎi)線齒殼、行星針輪、偏心軸及行星架等關鍵零件的結構優化和加工(gōng),目前國內的加工設備、裝配工藝、精度檢測等(děng)還難以達到。但立足使用國產數控機床及工具設備完成相關加工,則有助(zhù)於提高我國高端精密機械零部件設計及加工水平,促(cù)進(jìn)國產數控裝(zhuāng)置與國產數控機床的(de)應用和發展。