隨著我國裝備製造業轉型升級,在(zài)市場需求(qiú)和技術進步雙重(chóng)作用下,近幾年來工業機器人與數控(kòng)機(jī)床集成應用發展很快,應用的形式不斷擴展,對(duì)當前機(jī)床智能化潮流帶來(lái)新的促(cù)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(dòng)作用。
鑒於機器人研製以及與機床集成應用的發展現(xiàn)狀,相關(guān)企業應如何建立有效的組織聯絡(luò)機製,以加強溝通與合作,兩個行業(yè)融合發(fā)展該建立(lì)怎樣的技術規範與標(biāo)準,以充分(fèn)做到資源共享(xiǎng)與優勢互補,並形成產業(yè)發展的(de)合力!
機器人產業正迎來黃金發展機遇期(qī),如何推動工(gōng)業機器人產業和機床工(gōng)具產業的融合發展,如何(hé)做到工業機器人與數控機床的互為集成應用,已成為當前現代裝備製造業產業升級的重要話題。
淺(qiǎn)析工業機器人與數控機床的融合應用
機床製造過程(chéng)中許多崗位主要(yào)依賴工人的體力和技能,生產效率低、勞動強(qiáng)度大、缺少熟練技工人才,難以保障產品穩定性和一致性,促使機床行業越來越多地采用工業機器人(rén)及智能製造技(jì)術來改造傳統工藝流程。以往,昂貴的進(jìn)口(kǒu)機器(qì)人和生產(chǎn)線主要在汽車等少數行業使用(yòng),在(zài)機床行業等裝(zhuāng)備製造業領域(yù)應用(yòng)比例偏低,很大程度(dù)上製約著國(guó)內(nèi)機(jī)床行業自動化程(chéng)度的提高。
1兩(liǎng)大產業現狀
經過“十一五”、“十二五”兩個五年計劃(huá),十年磨一劍,中國數控機(jī)床產業發展已進(jìn)入中檔規模產業化、高檔小批量生產的階段,產業整體水平(píng)基本具備國際競爭力。數(shù)控係統作為數控機床的控製大腦,國產數控係統廠家已經掌握了五軸聯動、小線段(duàn)插補、動(dòng)態誤差補償等控製技術,也研製出(chū)高性能、大功率伺服驅動裝置,自主研發促進技術創新與進步,也萌生了工業機器人產(chǎn)業的雛形,催長產業發展。
當前,數控係統研製企業、機床整機企業、自動化應用集成商,甚至房地產資本大鱷(è)們(men),都在嚐試進入機器人領域,掀起了(le)一股機器人(rén)產業投資熱。讓人擔慮的是,政策過(guò)度引導帶來的“圈地套惠”、產業過(guò)度投資帶來的產能過剩、缺乏(fá)創新驅動帶來的低端同質化競爭等,都將把機器人(rén)產業帶入無(wú)序發展。值得思考的是,什麽(me)樣的企業最(zuì)適合研製工業機器人?
如何提升(shēng)機器人(rén)產業的整體質量?總的來說,具有數控係統(tǒng)的基礎,控製係統、伺服電機、伺服控製係統都能夠批量(liàng)生產的企業具有一定優勢。日本FUNAC公司的產(chǎn)業推進路線(xiàn),就是一個成功的典型案例,值得借鑒與參考。
國內已有幾(jǐ)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(rén)產業,已走過8個年頭。借助(zhù)自(zì)身控製器、伺服驅動(dòng)、伺服電機產品生產積累的經驗,已完成工業機器人係(xì)列化的全自主開發,產品覆蓋了3~200kg,功能包括搬運、機(jī)床上下料、焊接、碼垛、塗膠、打磨拋光、切割、噴塗、分揀、裝配等。
隨著用工成本上漲、技能人才(cái)缺少、高危環保、高強度作業等(děng)問題的凸顯(xiǎn),工業機器人參與生產製造已被廣(guǎng)泛認知和不斷使(shǐ)用,成為社會關注的焦點。政府更(gèng)是借此促進產業轉型升級,企業用其開(kāi)展(zhǎn)技術改造,轉變生產方式,提高作業效能。然而,中國的(de)機器人保有量不大,民族(zú)品牌尚在培育中,綜合競爭力有待提升(shēng)。那麽,機器人行業將以什麽樣的模式向前發展?筆者認為(wéi),現階段更需(xū)要機器人整機企業、機器人關鍵部件供(gòng)應商、機器人(rén)集成商(shāng)產業鏈的協同發展。
2機器人與數控機床融合的集成方式
在數控機床加工(gōng)應用領域,本土機床上下料機器人(rén)與數控機(jī)床的融合(hé)應用已在先(xiān)端發展之列(liè)。從行業應用層次來(lái)看,也發生較大改變:
(1)工作島:單對單聯動機加、單對多聯機加工。
(2)柔性(xìng)製造(zào)係(xì)統(FMS):基於網絡控製的柔性機(jī)加線,應(yīng)用PLC控製平台,通過工業以太網總線方式,將多台機器人(rén)、多台數控機床及其輔助設備進行聯網組線,按節拍進行有序自動生產。
(3)數(shù)字化車間:借助CAD\CAM\CAPPS\MES輔助(zhù)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、刀具信(xìn)息管理、設備維護數據管理、產品(pǐn)信息記錄等功能,滿足無人化加工需求,實現加工係(xì)統的生產計劃、作(zuò)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,將最大(dà)限度地給傳統生產方式帶來革新。信息管理係統的數據庫可以通過網關與各種外部(bù)的信息係統(tǒng)進行接口,將車(chē)間接入ERP係統,查詢車間生產狀(zhuàng)態,實現企業資源的高效配置(zhì);借助其短信平台、郵件平台,可以向管理員進行設備故障、生產進度等信息的(de)實(shí)時匯報。
3工業機器人與數控機床融合發展的途徑(jìng)
1.加工製造方麵
機器人參與機(jī)床結構件加工製造以(yǐ)實現自動化,專(zhuān)用機床服務於機器人專用減速機的精(jīng)密加工,提升加工工藝質量及批量生產效率等等,具有很大的融合發展空間。借助(zhù)雙方企業的戰略合作(zuò),機器人企(qǐ)業可借助機床廠家的製(zhì)造與工藝技術能力實(shí)現以下目標:
(1)麵向機器人的(de)本體鑄件、減速機結構件(jiàn),共同研究形成批量精密製(zhì)造技術,提高(gāo)機器人批量化生產能力和工藝水平,攻克可(kě)靠性、一致性技術,實現(xiàn)高效、穩定、精密的節拍生(shēng)產。
(2)麵(miàn)向機器人工裝、夾具,機加生(shēng)產線的集成能力(lì),借(jiè)助各大機床廠的廣大(dà)終端客戶渠道資(zī)源,委托推廣應用機器人。
(3)研發麵向機床單機及生產線上下料和零部件(jiàn)搬運、鏟刮、倒角、拋磨、焊接、噴塗(粉)等自動化、柔性(xìng)化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(jī)零部件(jiàn)的自動加工,推動機床生產製造技術水平提升。
(4)工業(yè)機器人機械本體(tǐ)的關鍵零部件,如(rú)轉盤、大臂、箱體、支撐套、小(xiǎo)臂、腕體等,尺寸精度和形位公差均要求較高,對機械加工設備、工裝夾具(jù)、量檢具等都有很高的要(yào)求;機器人減速器的擺線齒殼、行星針輪、偏心軸及行星架等關鍵零件的結構優化和加工,目前國內的加工設備、裝配工藝、精度檢測等還難(nán)以達到。但立足使用(yòng)國產(chǎn)數控機床(chuáng)及工具設備完成相關加工,則有助於提高我國高端精密機械零部件設計及加工水平(píng),促進國產數控裝置與國產數控機床的應用和發展。