一(yī)站(zhàn)式精密五金(jīn)件加工(gōng)製造
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隨著我國裝備製造(zào)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(yǔ)數控機床(chuáng)集成應用(yòng)發展很快,應用的形式不(bú)斷擴展,對當前機床智(zhì)能化潮流帶來新的促(cù)動,對我國機床工具行業的轉型升級也(yě)必將起到有益的推動作用。
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(lì)有效的組織聯絡機製(zhì),以(yǐ)加強溝通與合作,兩(liǎng)個行業融合(hé)發展該建(jiàn)立怎樣的技術(shù)規範與標準(zhǔn),以充分做到資(zī)源共享與優勢互補,並形成產業發展的合力!
機器人(rén)產業正迎來黃(huáng)金發展機遇期,如何推動工業機器人產(chǎn)業和機床工具產(chǎn)業的融合發展(zhǎn),如何做到工業機器人與數控機(jī)床的互為(wéi)集成應用,已成(chéng)為當前現(xiàn)代裝備製造業產業升級的重要話題。
淺析工業機器人與數控機床的融合應用
機床製造過程中許多崗位主(zhǔ)要依賴工人的體力和技(jì)能,生產效率低、勞動強度大、缺少熟(shú)練技工人才,難以保障(zhàng)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)及智能製造技術來(lái)改造傳統工藝流程。以(yǐ)往,昂貴的進(jìn)口機器人和(hé)生產線主要在汽車等少數行(háng)業(yè)使用,在機床行業等裝備製造業領域應用比例(lì)偏(piān)低,很(hěn)大程度上(shàng)製約著國內機床行業(yè)自動化程度的提高。
1兩大產業現狀
經過“十一五”、“十二五”兩個(gè)五年計(jì)劃,十年磨一劍,中國數控機床產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國際競爭力。數控係統作為數控機床的控製大腦,國產數控係統廠(chǎng)家已經(jīng)掌握(wò)了五軸聯動(dòng)、小線段插補、動態誤差補償等控製技術,也研製出高性能、大功率伺(sì)服驅動(dòng)裝置,自主(zhǔ)研發促進技術創新與進步,也萌生(shēng)了工業機器人產業的雛形,催長產業(yè)發展。
當前,數控係統研製企業、機床整機(jī)企業、自動(dòng)化應用(yòng)集成商,甚至(zhì)房地產資本(běn)大鱷們,都(dōu)在嚐試進入機(jī)器人(rén)領域,掀起了一股機器人產業投資熱。讓人擔慮(lǜ)的是,政策過(guò)度引導帶來的“圈地套(tào)惠”、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,都將把機器人產業帶入(rù)無序發展。值得思考的是,什麽樣(yàng)的企業最適(shì)合(hé)研製工業機器人?
如何提升機器人(rén)產業的整體質量?總的來說,具有數控係統的基礎,控製係統、伺服(fú)電機、伺服(fú)控製係統(tǒng)都能夠批量生產的企業具有一定優(yōu)勢。日本FUNAC公司的產業推進路線,就是一個成功的典型案例,值得借鑒(jiàn)與參考。
國內已有幾家數(shù)控(kòng)係統企業(yè)紛紛進入工業機器人產業,走在最先的廣州數控,自2006年(nián)起規(guī)劃研製工業機器人產業,已走過8個年頭。借助自身控製器、伺(sì)服驅動、伺服電機產品生產(chǎn)積(jī)累(lèi)的經驗,已完成工(gōng)業機器人係列化的全自主開發,產品(pǐn)覆蓋了3~200kg,功能包括搬運、機床上下料、焊接、碼垛(duǒ)、塗膠、打磨拋(pāo)光、切割、噴(pēn)塗、分揀、裝(zhuāng)配等。
隨著用工成本上漲、技能人才缺少、高(gāo)危環保、高強度作業等問題的凸顯,工(gōng)業機器人參與生(shēng)產製造(zào)已被廣泛認知(zhī)和(hé)不斷使用,成為社會關注的焦點(diǎn)。政(zhèng)府更是借此促進產業轉(zhuǎn)型升級,企業(yè)用其開展技術改造,轉變生產方式,提高(gāo)作業效能。然而,中國的機器人保有量不大,民族品牌尚在培育中,綜合競爭力有待提升。那麽,機器人行業將以什麽樣的模式向前發展?筆者認為,現階段更需要機器人整機企業、機器人關鍵(jiàn)部(bù)件供應商、機器人集成商產業鏈(liàn)的(de)協同發展。
2機器人與(yǔ)數控機床融合的集成方式
在數控機(jī)床加工應用領(lǐng)域,本土機床上下料機器人與(yǔ)數控機床的融合應用已在先端發展之列。從(cóng)行(háng)業應用層次來看,也發生較大改變:
(1)工作島:單對單聯動(dòng)機加、單對多聯機加工。
(2)柔性製造係統(tǒng)(FMS):基於網絡控製的柔性機加線,應用(yòng)PLC控製平台(tái),通過工業以太網總線方式,將多台(tái)機器人、多台數控機床及其輔助設備進行聯網組線(xiàn),按節拍進行有(yǒu)序自動生產。
(3)數字化車間:借助CAD\CAM\CAPPS\MES輔助生產工具、物(wù)流技術及傳感技術,具備生(shēng)產過程監控、在線故障實時反饋、加工工藝數據管理、刀具(jù)信息管理、設備維護數據管理、產(chǎn)品信息記錄等功能,滿(mǎn)足無人化加工需求,實現加工係統的生(shēng)產計劃、作業協(xié)調集成與優化運行。
(4)智慧工廠(chǎng):借助智能(néng)化車間布局和ERP信息化管(guǎn)理係統(tǒng),將最大限度地給傳統生產方式帶來革新。信息管理係統的數(shù)據庫可以通過網關與各種外部的信息係統進行(háng)接口,將車間接入ERP係統,查詢車(chē)間生產(chǎn)狀態,實現企業資源的高效配置;借(jiè)助其短信平台、郵(yóu)件平台(tái),可以向管理員進行設備故(gù)障、生產進度等信息的實時匯報。
3工業機器人(rén)與數控機床融合發展的途徑
1.加工製造方麵
機器人參與機床結構件加工(gōng)製造以實現自動化,專用機床服務於機器人專用(yòng)減速機的精密加工,提升加工工藝(yì)質量(liàng)及批量生產效率等等,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(zhù)機床廠家的(de)製造與工藝技術能力實現以下目標:
(1)麵(miàn)向機器(qì)人的本體鑄件、減速機結構(gòu)件,共同研究形成批量精密製造技術(shù),提高機器人批量化生產能力和工藝水平,攻克可靠性、一致性技(jì)術,實現(xiàn)高效、穩定、精密的(de)節拍生產。
(2)麵向機器人(rén)工裝(zhuāng)、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道資源,委托推廣(guǎng)應(yīng)用機器人。
(3)研發麵向機(jī)床單機及(jí)生產線上下料和零部件搬運、鏟刮、倒角、拋磨、焊接、噴塗(粉)等(děng)自動化、柔性(xìng)化生產急需(xū)的工業(yè)機器人,機(jī)床企業與工業(yè)機器人企業共同研製,實現整機零部件的自動加工,推動機床生產製造技術水(shuǐ)平提升。
(4)工業機器人機械本體(tǐ)的關鍵零部件,如轉盤、大臂(bì)、箱體、支撐套、小臂、腕體等(děng),尺寸精度和(hé)形位公(gōng)差(chà)均要求較高,對機械加工設備、工裝夾具、量檢具等都有很高的要(yào)求(qiú);機器人減速器的擺線齒殼、行星針輪、偏心(xīn)軸及行(háng)星架等關鍵零件的結構優化和加工(gōng),目前國內的(de)加工設備、裝配工藝(yì)、精度檢測等還難以達到。但(dàn)立足使用國產數控機床及工具(jù)設備(bèi)完成相關(guān)加工,則(zé)有助於提高我(wǒ)國高端(duān)精密機械零(líng)部件設計(jì)及加工水平,促進(jìn)國產數控裝置與國產數控機床的應(yīng)用和發展。