隨著我國裝備製造業轉型升級,在市場需求和技術進步雙重作用下,近幾年來工業機器人與數控機床集成應用發(fā)展很快,應用的形式不斷擴展,對當(dāng)前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(yì)的推(tuī)動作用。
鑒於機器人研製以及與機床集成應用的(de)發展現狀,相關企業應如何(hé)建立有效的組織聯絡機製,以加強溝通(tōng)與合作,兩個行業(yè)融合發展(zhǎn)該建(jiàn)立怎(zěn)樣的(de)技術規範與標準(zhǔn),以充分做到資源共享與優勢互補,並(bìng)形成產(chǎn)業發(fā)展的合力!
機(jī)器人產業正迎(yíng)來黃(huáng)金發展機遇期,如何推(tuī)動工業(yè)機(jī)器人產業和機(jī)床工具產業的融合發展,如何做到工業機器人與數控機床的互為(wéi)集成(chéng)應用,已成(chéng)為當前現代裝備製造業產業升級的重要話題。
淺析工(gōng)業機(jī)器人與數控機床的融合應用
機床製造過程中許多崗位主要依賴工人的體力和技能,生產效率(lǜ)低、勞動強度大、缺少熟練技工(gōng)人才,難以(yǐ)保障產品穩定性和一致性,促(cù)使機床行業越來越多地采用工(gōng)業機器人及智(zhì)能製造技術來改造(zào)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(chéng)度上(shàng)製約著國內機床行業自動化程度的(de)提高。
1兩大產業(yè)現狀
經過“十一五”、“十二五”兩個五年計劃,十(shí)年磨一劍,中國數控機床(chuáng)產(chǎn)業發展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(bèi)國際競爭力。數控係統作(zuò)為數(shù)控機床的控製大腦,國產數(shù)控(kòng)係統廠家已經掌握了(le)五軸聯動、小(xiǎo)線段插補、動態誤差補償等控製(zhì)技術(shù),也研製出高性能、大功率伺服驅動(dòng)裝置,自主研(yán)發促進技術(shù)創新與進步,也萌生了工業(yè)機器人產業的雛形(xíng),催長產業發展。
當前,數控(kòng)係統研製企業、機床整機(jī)企業、自動化(huà)應用集成商,甚至房地產資本大鱷們,都(dōu)在嚐試進入機器人領域,掀起了一股機(jī)器(qì)人產(chǎn)業投資熱。讓人擔慮的是,政策過度引導(dǎo)帶來的“圈地套惠”、產業過度投(tóu)資帶來(lái)的產能過剩、缺(quē)乏創新(xīn)驅動帶來的低端同質化競爭等,都將把機器人產業帶入無序發展。值(zhí)得思(sī)考的是,什麽樣的企業最(zuì)適合研製工業機器人?
如何提升機器人(rén)產業的整體(tǐ)質量?總的來說,具有(yǒu)數控係統的基礎,控製係統、伺服電機、伺服控製係統都能夠批量生產的(de)企業具有一定優勢。日本(běn)FUNAC公司的產業推進路線,就是一個(gè)成(chéng)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人產業,走在最先的廣州數控,自(zì)2006年起規劃研製工業機器人產業,已走過8個年頭。借助(zhù)自身控製(zhì)器、伺服驅動、伺服電(diàn)機產品生(shēng)產積累的經驗,已完成工業機器人係列化的全自主開發(fā),產品覆蓋了3~200kg,功能包括(kuò)搬運、機床上(shàng)下料、焊接、碼垛(duǒ)、塗膠(jiāo)、打磨拋光、切割(gē)、噴塗、分揀、裝配(pèi)等。
隨著用工成本上漲(zhǎng)、技能人才缺少、高危環保、高強度作業等問題的(de)凸顯(xiǎn),工業機(jī)器(qì)人參與生產製造已被廣(guǎng)泛認知和不斷(duàn)使用,成為(wéi)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(shù)改造,轉變生產方式,提高作業效能。然(rán)而,中國(guó)的機器人保有量不大(dà),民族品牌尚在培育中,綜合競爭力有待提升。那麽,機器人行業將(jiāng)以什麽樣的模式向前發展?筆者認為,現階段更需要(yào)機器人(rén)整機企業、機器人關鍵部件供應商、機器人集(jí)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(zài)數控機床(chuáng)加(jiā)工應用領域,本土機床上下料機器人與數控機床的融合應用已在先(xiān)端發(fā)展之列(liè)。從(cóng)行業應用層次來看,也發生較大改變(biàn):
(1)工作島:單對單聯動機加、單對多聯機加工。
(2)柔(róu)性製造係統(FMS):基於(yú)網(wǎng)絡控(kòng)製的柔(róu)性機加(jiā)線,應用PLC控製平台,通過(guò)工業以太網總(zǒng)線方式(shì),將(jiāng)多台機器人、多台數控機(jī)床及其輔助設備進(jìn)行聯網組線(xiàn),按(àn)節拍進(jìn)行有序自動生產。
(3)數字化車(chē)間:借助CAD\CAM\CAPPS\MES輔助生產工具、物流技術及傳感技術,具備生產過程監控、在線故障實時反饋、加工工藝數據管理(lǐ)、刀具信息管理、設備維護數據管理、產品信息記錄等(děng)功能,滿足無人化加工(gōng)需求(qiú),實現加工(gōng)係統(tǒng)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(néng)化車間布局和ERP信(xìn)息化管理(lǐ)係統,將最大(dà)限度地給傳統生產方式帶來革新。信息管理(lǐ)係(xì)統的數據庫可以通過網關與各種外部的信息係統進(jìn)行接口,將車間接(jiē)入ERP係統,查詢(xún)車間生產狀態,實現企業資源的高效配置;借助其(qí)短信平台(tái)、郵件平台,可以向管理員進行設備故障、生產進(jìn)度等信息的實時匯(huì)報(bào)。
3工(gōng)業機器人與(yǔ)數控機床融合發展的途徑
1.加(jiā)工製造方麵
機器人參與機床結構件加工製造以實現自動化,專用(yòng)機(jī)床服務於機(jī)器人專用減速機的精密加工,提升加工工藝質量及批量生產效率等等,具有很大的融合發(fā)展空間。借(jiè)助雙(shuāng)方企業的戰略合作,機器人企(qǐ)業可借(jiè)助機床廠家的製(zhì)造與(yǔ)工藝技術能力(lì)實現以(yǐ)下目標:
(1)麵向機器人的本體鑄件、減速機結構件,共同研究形成批量精密製造(zào)技術(shù),提高機器人批(pī)量化生產能力(lì)和工(gōng)藝水平,攻克可(kě)靠性、一致(zhì)性(xìng)技術(shù),實現高效、穩(wěn)定、精密的節拍生產。
(2)麵向機器人工裝、夾(jiá)具,機加生產線的集成能力,借助各大機床廠的廣大終端客戶渠道(dào)資源,委托推廣應用機器人。
(3)研發麵向機床單(dān)機及生產線上下料和零(líng)部件搬運、鏟刮、倒角、拋磨、焊接、噴塗(粉)等自動化、柔性(xìng)化(huà)生產急需的工業機器人,機床企業與工業機器人企業共同研製,實現整機零部件的自動加工(gōng),推動機床生產製造技術水平提升。
(4)工業機器人機械本體的關鍵零部件,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(gāo),對機械加工設備、工裝夾具、量檢具等都有很(hěn)高的要求;機器人減速器的(de)擺線齒殼、行星針輪、偏心軸及行星架等關鍵零件的結(jié)構優化(huà)和加工,目前國內的加工設(shè)備、裝配工藝、精度檢測(cè)等還難以達到(dào)。但立足使用國產數控機床及工具設備(bèi)完成相關加工,則有助於提高我國高端精密機械零部件設計及(jí)加工水平,促進國產數控裝置與(yǔ)國產數控機床的應用和發展。