机器人与机床的集成应用范例

编辑:Eight戒      关注:9137      2015-10-17 22:41:56
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  随着装备制造业实现转型和升级,近些年,我国工业机器人与数控机床集成应用从形式和程度上,都得到了快速的发展,形成了一种机床智能化的新潮流。工业机器人是一种柔性很高的通用自动化装置,它的应用场合和功能具有无限的拓展空间。在焊接、搬运等大多数应用领域中,工业机器人都是作为主机使用的。但当机器人与机床配套时,一般作为辅机。在结构关系上,机器人有安装于机床外部和与机床构成一体两种类型。在与机床的集成应用领域,工业机器人的具体应用形式正在不断发掘和创新的过程之中,目前的主要应用形式有以下几种。

  单机上下料

  这是机器人应用于机床上的一种最典型的,并且也是最成熟的方式。单机上下料比用人工手段更精确、更迅速、也更安全。对于那些生产批量大、加工时间短的中小零件加工,或者需吊装的笨重工件而言,采用单机上下料具有非常明显的优势。

  与机床组成柔性生产线

  所谓柔性生产线是把多台可以调整的机床和机器人设备联结起来,构成带有自动运送装置的生产线。柔性生产线依靠计算机进行管理,并使多种生产模式想结合,从而减少生产成本,做到物尽其用。

  由机器人承担工件的工序转换,与若干台机床组成柔性生产线,是一种比单机上下料更为复杂,也更有价值的应用形式。在这种应用场合下,机床布局取决于工艺路线和现场条件等因素。常见的布局有L型、U型和直线型等。其中,由三台数控机床构成U型布局,由一台机器人在场地中间进行工件转换,这种布局十分紧凑,所以应用也最为广泛。

  与机床配合或独立完成加工工艺

  机器人可以独立完成加工工艺,也可以与机床配合,共同完成加工工艺。

  机器人可以夹持工件在冲剪、折弯机上进行操作,这样不只是简单地解决了上下料问题,而且比人工操作更加准确和快速,还避免了人身安全隐患。

  如果给机器人装上专用手爪,就可以独立完成切割、抛光、清洗、打磨等工艺过程。甚至可以让机器人直接夹持切削工具,对工件进行打孔、攻丝、铆接,也可以进行切削加工。在这种情形下,机器人本身就相当于一台机床。而当机器人具备了视觉和触觉系统,就可以用于组装、零件分选等复杂工序。如果给机器人装备了特殊手爪,还可以用于高温环境下的作业,如铸造、锻造,完成取铁水、浇注、上下热毛坯、更换热态的模具等人工难以直接完成的工作。

  国内机器人研发应用现状和问题

  工业机器人是由数控系统控制、伺服电机驱动,实现精确位置移动的自动装置,这在原理和结构上与数控机床有诸多相似之处。所以,国内外很多机床制造企业,对工业机器人的研发也并不外行。

  在国内也有一些精明的机床企业,准确把握了时代潮流,从很早之前就投入到了工业机器人的研发和制造中来。目前,国内开展机器人研制的机床企业主要包括数控系统厂商和一些产品门类比较齐全,在承接成套项目上具有优势的主机厂,其中很多都具有相当的知名度和影响力。

  但大多数国内企业对于机床上应用机器人,还处于起步阶段。目前,最多见的应用形式还是将机床和机器人简单地组合在一起,分别使用各自的控制系统,并没有将机器人与机床集成应用的优势发挥到极致。为了解决这一顽疾,机床企业在研制机器人时,应充分发挥产业相关的固有优势,树立更高的发展目标。从基础理论的研究与应用,到制造与装配工艺的完善,不断取得突破。

  为了促进机床与机器人集成应用水平的提升,还应该加紧相关的技术标准的研究与制定,通过这一举措,对机床和机器人的控制系统和机械结构进行规范。此外,对机器人专门人才的培养和相关知识的普及也是必不可少的。

  鉴于机器人研制以及与机床集成应用的发展现状,相关企业应该建立有效的组织联络机制,以加强沟通与合作,充分做到资源共享和优势互补,形成产业发展的合力。这对我国机床工具行业的转型升级也必将起到有益的推动作用。