機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床集成新時(shí)代 [打印本頁]
作者: 小鼠大膽    時(shí)間: 2015-2-11 15:52
標(biāo)題: 工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床集成新時(shí)代

# q6 R& ~. ]. z) q. Y( Q/ P- Q
( g# V; r/ k% b5 x- n, K工業(yè)機(jī)器人正大踏步走進(jìn)機(jī)床領(lǐng)域，并與機(jī)床結(jié)合在一起，為用戶提供各種個(gè)性化的智能制造裝備。目前國內(nèi)企業(yè)在機(jī)床上應(yīng)用機(jī)器人還處于起步階段，許多理論和實(shí)踐問題還沒有充分認(rèn)識(shí)與解決。4 d2 J. g0 i8 b3 ?
' D% o, M$ F* S+ |; e! j

1 _6 d, k  r  ^, d: f' S' E( W5 X5 f& {5 ~" K' L4 w$ E
' R8 Y" u9 I$ N( E* P
: }- r% Z6 A( H; q- r  b
一、機(jī)器人與機(jī)床集成應(yīng)用的快速發(fā)展
8 ]( V/ e8 t2 {  t$ I1 d& o4 D; B, q: M3 u

" ]' ], W3 }! x$ `" V) N; e, c' w* K+ Q3 j# }: R
權(quán)威的專業(yè)展覽會(huì)是反映一個(gè)行業(yè)總體情況和技術(shù)趨勢的最佳窗口。工業(yè)機(jī)器人正大踏步走進(jìn)機(jī)床領(lǐng)域，并與機(jī)床結(jié)合在一起，為用戶提供各種個(gè)性化的智能制造裝備。
; H5 r  v2 o$ M5 }% l; z/ p9 G7 ]5 l( R
0 ~* N- z7 D. b6 \  t

) a- Z2 @1 h* y& q% X6 _. `* a形成這種快速發(fā)展趨勢的原因，固然與我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來的引領(lǐng)和催化作用、我國人力成本的快速提高、工業(yè)機(jī)器人價(jià)格降低與性能提高這些普遍因素有很大關(guān)系，同時(shí)也有機(jī)床領(lǐng)域的特殊原因，一是當(dāng)前隨著機(jī)床數(shù)控技術(shù)的不斷完善，各種自動(dòng)檢測、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的成熟，機(jī)床技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入智能化新階段，機(jī)器人的加入只是起到了一種推波助瀾的作用；二是機(jī)器人與機(jī)床的集成應(yīng)用還具有一些特殊優(yōu)勢，例如，機(jī)床密度加大，廠房利用率提高；輔助時(shí)間縮短，提高機(jī)床工作效率；操作精確性和可重復(fù)性比自然人高;工傷的可能性大為減少；可長時(shí)間連續(xù)工作，而沒有情緒問題和情感需求，等等。% M6 K/ \/ l  D2 W* A) a+ {
: ~+ A3 K. y% l( `' Z+ h3 {( L$ E

; J5 ^. ~+ L* g  l
$ a6 W7 _( o: P5 W$ s9 I% r二、機(jī)器人與機(jī)床集成應(yīng)用的主要形式" T; S; f5 f: e! J7 \
4 j6 n# }; j5 P8 [# v- w
3 N( h( w3 h  q2 S- N+ E7 D( q
7 b0 Q' s3 ~! l. ^
在焊接、搬運(yùn)、碼垛、裝配等大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域里，工業(yè)機(jī)器人是作為主機(jī)使用的。與此不同，與機(jī)床配套的機(jī)器人一般是作為輔機(jī)來發(fā)揮作用的。當(dāng)前具體的應(yīng)用形式主要有：' X  ]% Q& c" x
4 T3 A- T  [; q. d5 q9 N. j
(1)單機(jī)上下料
$ D& q* ?# U# n. i3 U2 y7 e, z7 A6 {8 p3 o3 k+ a0 r
單機(jī)上下料是機(jī)器人在機(jī)床上最典型和最成熟的應(yīng)用。它比人工上下料更準(zhǔn)確、迅速、安全。對生產(chǎn)批量大、加工時(shí)間短的中小零件加工，或需吊裝的笨重工件而言，機(jī)器人上下料的優(yōu)勢特別明顯。機(jī)器人與機(jī)床的結(jié)構(gòu)關(guān)系分為機(jī)器人安裝于機(jī)床外部和與機(jī)床構(gòu)成一體兩種形式。安裝于機(jī)床外部的機(jī)器人，又分為固定式、移動(dòng)式和?架式等類型。
* h% a& S. F  Z% D2 y% {2 }* a& w2 x: E
3 ?; O& ~# \& B
/ U0 s' [: F' ~8 o/ ]
(2)機(jī)器人與機(jī)床組成柔性生產(chǎn)線
1 ~+ Y! n* z3 O% u& Y1 ^
0 n' V( V1 L/ ^9 p9 @4 z+ v由機(jī)器人承擔(dān)工件的工序轉(zhuǎn)換工作，與若干臺(tái)機(jī)床組成柔性生產(chǎn)線，是一種比單機(jī)上下料更為復(fù)雜也更有價(jià)值的一種應(yīng)用。在當(dāng)前工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中，市場需求越來越旺盛。在這種應(yīng)用場合下，機(jī)床布局取決于工藝路線和現(xiàn)場條件等因素。常見的有L型、U型和直線型、對面布置等形式，其中三臺(tái)數(shù)控機(jī)床構(gòu)成U型的布局，由一臺(tái)機(jī)器人在場地中間進(jìn)行工件轉(zhuǎn)換，這種布局十分緊湊。
* [$ e) V% Y% g0 Z
: K5 ^4 Y! @8 k$ @5 j
: K5 ?' F. J; F) I  ^/ O6 u3 u$ _$ V9 G
(3)與機(jī)床共同完成加工工藝過程
0 L$ c1 R5 {/ S0 S9 u- ^/ o/ N2 \2 X# R- h
機(jī)器人夾持工件在沖剪、折彎機(jī)上實(shí)現(xiàn)加工操作，不僅是簡單的上下料，而是替代了所有原來的人工作業(yè)。這比人工操作現(xiàn)加準(zhǔn)確和快速，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。尤其是徹底解決了沖壓類機(jī)床的工傷隱患。
' Z7 u% {0 X* g
' @5 V/ Z/ ^2 j$ Z  C; A: _ & M5 N7 Q1 b+ D1 {) b  W. J% Y5 Y

' C2 g* [* X# B7 D; O(4)獨(dú)立完成加工工序1 n7 Z' H7 e1 p, X) z# A/ h

* M" j# i" n4 [  b4 r: y+ r& _給機(jī)器人裝上專用手爪，機(jī)器人可以完成切割、打磨、拋光、清洗等工藝過程。甚至于可以讓機(jī)器人直接夾持切削工具，對工件進(jìn)行打孔、攻絲、鉚接，也可以進(jìn)行切削加工。在這種情形下，機(jī)器人本身就是一臺(tái)機(jī)床。具備視覺、觸覺的機(jī)器人可以用于組裝、零件分選等復(fù)雜工序，即使是上下料，也可以不用帶有定位裝置的專用工位器具。給機(jī)器人裝備特殊手爪，可用于高溫環(huán)境下作業(yè)的鑄造、鍛造機(jī)械，完成取鐵水、澆注、上下熱毛坯、更換熱態(tài)的模具等人工難以直接完成的工作。工業(yè)機(jī)器人是一種高柔性的通用自動(dòng)化裝置，它的應(yīng)用場合和功能具有無限的拓展空間。在與機(jī)床的集成應(yīng)用中，工業(yè)機(jī)器人的具體應(yīng)用形式也在不斷發(fā)掘和創(chuàng)新當(dāng)中。
: j; i' H- K8 R1 @% `9 U. ?( ?; w2 a

6 m9 {0 ~8 U0 ~7 {7 k! q/ g
' I3 ?$ e+ B! n三、國內(nèi)機(jī)床企業(yè)研制與應(yīng)用機(jī)器人的情況" ^$ t8 u7 S: D
$ L6 G/ F( N& q; E' t9 Z8 F

& _1 a9 z' E) B9 G  j) d6 m, L4 j- o) _
由于工業(yè)機(jī)器人在原理和結(jié)構(gòu)上與數(shù)控機(jī)床有很多相似之處，都是由數(shù)控系統(tǒng)控制、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精確位置移動(dòng)的自動(dòng)裝置，因此機(jī)床制造企業(yè)在工業(yè)機(jī)器人的研制上具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。因此，國內(nèi)外有不少機(jī)器人制造企業(yè)都有機(jī)床制造的根底。9 i% E' t. A- X" \+ s5 \- r) }

" C% C4 v1 w' i  m
7 z' Z% M* h0 J
5 `& {' m$ R' t1 Q國內(nèi)也有一些目光敏銳的機(jī)床企業(yè)，察覺到即將到來的巨大商機(jī)，從幾年前就介入了工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)制造。目前國內(nèi)開展機(jī)器人研制的機(jī)床企業(yè)主要有兩類，一類是數(shù)控系統(tǒng)廠商，如廣數(shù)、華中數(shù)控、南京埃斯頓、大連光洋、成都廣泰；另一類是產(chǎn)品門類比較齊全，在承接成套項(xiàng)目上具有優(yōu)勢的主機(jī)廠，如大連機(jī)床、沈陽機(jī)床、西安北村等。此外，以精密齒輪制造見長的秦川機(jī)床集團(tuán)，經(jīng)過多年刻苦攻關(guān)，成功研制出了機(jī)器人專用的RV減速器，并已開始走向產(chǎn)業(yè)化。
. w6 _  ?" z( J; k9 `! p
0 d2 q( B" k) u) }# H+ F/ b % n5 ~+ w$ H2 S( j

7 w# j# I4 x2 t: B' e2 p) y這些企業(yè)中，廣州數(shù)控和南京埃斯頓已經(jīng)進(jìn)入國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的主要生產(chǎn)廠家行列，具有相當(dāng)?shù)闹群陀绊懥ΑV州數(shù)控起步研制工業(yè)機(jī)器人已有六、七年時(shí)間，現(xiàn)在已經(jīng)具有1000臺(tái)的生產(chǎn)能力，在機(jī)床應(yīng)用方面也積累了很多成功案例。南京埃斯頓則更側(cè)重于機(jī)器人在成形機(jī)床上的應(yīng)用。5 D' k* e9 l; v

/ z4 U; H; f$ l+ }, p
, Z, j6 j; n2 W) W8 \& C
- a- S; J3 A& T四、目前需關(guān)注和解決的一些問題
. K# I( P/ l6 f4 q' D
5 g8 `$ d/ M! s* _' C- Y
8 c7 i' o- S9 [# n' B5 _. b+ Q4 ^: V/ [# J8 H4 y' n
目前國內(nèi)企業(yè)在機(jī)床上應(yīng)用機(jī)器人還處于起步階段，許多理論和實(shí)踐問題還沒有充分認(rèn)識(shí)與解決。例如最多見的應(yīng)用形式還是將機(jī)床和機(jī)器人簡單地組合在一起，各自使用一套控制系統(tǒng)。要充分發(fā)揮機(jī)器人與機(jī)床集成應(yīng)用的優(yōu)勢，還需做出不懈努力。
  y* C5 D4 x6 _( s/ U/ F
' |3 ?: d: Q) z, n 4 P- o" H, N4 l& J9 w& H

0 s+ M  e$ t7 H8 h4 N9 }+ i. M(1)機(jī)床企業(yè)研制機(jī)器人應(yīng)充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)相關(guān)的固有優(yōu)勢，樹立更高的發(fā)展目標(biāo)( [6 [, n, B" I/ i5 v0 \: g" O
5 N- w( {" P; n2 |: j' C* v" ^' M' D
從基礎(chǔ)理論的研究與應(yīng)用，到制造與裝配工藝的完善，到減速器、伺服電機(jī)等基礎(chǔ)零部件的突破，不斷努力，為提升國產(chǎn)機(jī)器人的水平和質(zhì)量做出貢獻(xiàn)。
$ x" ^4 i9 f" L" Q4 Y4 |4 \2 w) Q
" ^  \% a5 V6 D2 @* D+ S* M# T   i1 `1 s, t; h% P2 I

0 r! I+ q! X* E4 o4 n" O1 B- a3 q(2)為促進(jìn)機(jī)床與機(jī)器人集成應(yīng)用水平的提升，應(yīng)加緊相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定  e/ x" b( B( ^; ~7 o( a7 F
" X' D3 u& K* t8 A; c( r
在這一領(lǐng)域，對機(jī)床和機(jī)器人的控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)都有一些特殊要求，需要通過標(biāo)準(zhǔn)的制定進(jìn)行規(guī)范。
9 f% [4 @% W* N9 W# L
# I) A9 Z: m- e4 S) e9 C
7 h* T; o& ^3 V& W7 n0 e9 X5 F7 x6 R- K6 ^0 J+ V4 i8 T& P
(3)應(yīng)積極開展機(jī)器人專門人才的培養(yǎng)和相關(guān)知識(shí)的普及& j7 ]5 \2 ?% w- x8 g6 {
7 a" h7 [7 u# X1 r! X1 ^+ P
由于是新興產(chǎn)業(yè)，機(jī)器人的研制和應(yīng)用人才都很稀缺。特別是應(yīng)用方面，目前在國內(nèi)，無論是機(jī)器人集成商還是用戶，知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)還不同程度地匱乏，往往因此導(dǎo)致項(xiàng)目的挫折和失敗。  w" \3 J* ]( X5 Z
- H' j+ y& t' b) C

: q; m1 n9 i1 F+ t% S2 W$ y9 \8 p; ^' [
(4)與機(jī)器人協(xié)同工作的機(jī)床應(yīng)具有足夠的自動(dòng)化功能" C. f; B) m: z+ r
+ Z8 t. O& R; r
例如加工精度的自動(dòng)檢測、刀具磨損情況的自動(dòng)檢測與補(bǔ)償及刀具的自動(dòng)更換等，從而保證柔性工作單元的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。6 o  i  S. l3 f% i9 s# u
4 n+ D# F! b  Y6 I. p, A# x
# k, a* f! k6 j8 b  B

" t6 G& j9 U- B! v(5)對協(xié)同工作的機(jī)器人和機(jī)床應(yīng)進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，分別進(jìn)行必要的適應(yīng)性改變, I% S" _* `1 ]. \5 Q$ E
: M  K3 A- H8 [- M) E
這里不僅有機(jī)械結(jié)構(gòu)(例如防護(hù)結(jié)構(gòu))的改變，也有控制系統(tǒng)的整合、各類傳感器的布置等，從而形成一個(gè)空間布局統(tǒng)一合理、功能相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體。
4 P& y+ }* b3 e% B" ?2 |- P/ Z& A
# s) z5 ^& }: V6 {# `  A! I/ K( z " Q+ P3 e3 ^& c0 s. P$ R+ I. J
3 E) O0 @6 O2 x' e* e
鑒于機(jī)器人研制以及與機(jī)床集成應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀，相關(guān)企業(yè)應(yīng)建立有效的組織聯(lián)絡(luò)機(jī)制，以加強(qiáng)溝通與合作，充分做到資源共享與優(yōu)勢互補(bǔ)，及時(shí)建立必要的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合力。這對我國機(jī)床工具行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)也必將起到有益的推動(dòng)作用。
作者: 迷茫的維修    時(shí)間: 2015-2-11 16:47
上下料
作者: 拉斯特    時(shí)間: 2015-2-11 17:23
看著這些文字，表達(dá)了 中國的機(jī)械 蒸蒸日上， 繁華的很，但實(shí)際的情況卻是 相反的，沒有人搞基礎(chǔ)原件，我一般至少用 臺(tái)灣的電機(jī)，好的用羅克韋爾的，減速機(jī)至少是臺(tái)灣的，好的用alpha的，就拿行星齒輪減速機(jī)來說吧，他的精度可以達(dá)到多少，達(dá)到了精度與壽命，價(jià)格怎么樣。, G6 G, X& J2 A3 P" c. W5 K

7 n& a+ \5 n( l. A% v" f, R
- h- `) b0 k7 Q9 k) a# F9 M2 P
作者: 世間有真情    時(shí)間: 2015-2-11 17:50
現(xiàn)實(shí)離理想還是有點(diǎn)差距
作者: 專業(yè)醬油男    時(shí)間: 2015-2-11 19:58
國內(nèi)外機(jī)器人的差距真的不是一點(diǎn)兩點(diǎn)，而且就目前機(jī)械人僅維持溫飽的行業(yè)狀態(tài)，更別指望年輕人能有多大的興趣投入其中了
作者: fly402418688    時(shí)間: 2015-2-11 21:10
加工設(shè)備+機(jī)器人的組合對大批量生產(chǎn)的還是很有搞頭的.
作者: pexray    時(shí)間: 2015-2-11 21:16
不集成沒辦法吧，關(guān)鍵部件沒有，只能抄個(gè)殼子搞搞集成
作者: Cavalier_Ricky    時(shí)間: 2015-2-11 21:17
老板再有錢，靠“仿”運(yùn)營企業(yè)的，就很難買這類設(shè)備的。因?yàn)樽约憾疾恢烂髂陼?huì)造什么東西。。。9 u* ?0 c$ G, Q- m. A& F+ G  T

) m  }: Z/ g9 Q3 B' d0 v沒有自己的技術(shù)積累，怎么去選擇機(jī)械手，怎么去讓他產(chǎn)出更高的附加價(jià)值？
3 a* y$ S/ m" \: k. K/ C3 |% Y/ E' y1 a! `5 |
怎么算都是成本高。。。
作者: yunpppl000    時(shí)間: 2015-2-12 16:49
作者: hjxx111    時(shí)間: 2015-6-13 13:20
很有指導(dǎo)意義！
作者: 秋水-2008    時(shí)間: 2015-7-25 22:11
作者: kulataxi    時(shí)間: 2015-7-26 13:14
理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)太骨感！
作者: 初涉池中    時(shí)間: 2015-7-28 17:23
國內(nèi)現(xiàn)在好多能做了，但是有點(diǎn)需要說明，組裝加控制已經(jīng)是比較高的水平了，要做到零部件本土化，還是任重道遠(yuǎn)！



歡迎光臨 機(jī)械社區(qū) (http://e-learninguniversity.com/) Powered by Discuz! X3.4