+ w7 H4 S5 o* U # E; \! E( d6 T. R二、機(jī)器人與機(jī)床集成應(yīng)用的主要形式 9 H9 Y) E" G, N4 s+ a( U 0 a, h# c, b& v8 Q- q' U, n) D2 i/ J% [1 k! l
3 P. D a! p! j& j7 }; w- F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：3 ~1 F4 k3 k0 w5 ?3 {9 Q2 |' ?# v
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(1)單機(jī)上下料' J- ^9 |3 d8 C" ?; g0 I) ^1 |
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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、移動式和?架式等類型。 " Y$ D' k) f( `) s% { 0 ?" Y' ~" s4 i& ?: N( F% {6 m - h* N# s& x& T/ x/ L ; G/ p) o. _, S Q(2)機(jī)器人與機(jī)床組成柔性生產(chǎn)線 Z9 b" ?. w! L) G: ^. |+ b* s3 I+ Z# ~" M5 ]# a- G$ X2 W
由機(jī)器人承擔(dān)工件的工序轉(zhuǎn)換工作，與若干臺機(jī)床組成柔性生產(chǎn)線，是一種比單機(jī)上下料更為復(fù)雜也更有價值的一種應(yīng)用。在當(dāng)前工業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中，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，其中三臺數(shù)控機(jī)床構(gòu)成U型的布局，由一臺機(jī)器人在場地中間進(jìn)行工件轉(zhuǎn)換，這種布局十分緊湊。 4 ]& n! R8 m, p8 R+ o" S) p0 B/ \0 {( T; Z
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(3)與機(jī)床共同完成加工工藝過程 ; W! u0 I, D M l' M- i, r( O# l \0 r2 Z3 ^) D
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。1 n: a3 R) S! W& e* d) s
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% l% o. h1 C8 G5 h1 x$ S0 u # [' Y9 s8 M1 C4 a) `(4)獨(dú)立完成加工工序 : N7 M. e( R# P, t4 |) o7 q, O4 H( c8 N
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。3 G$ x w1 C2 j2 G6 \
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三、國內(nèi)機(jī)床企業(yè)研制與應(yīng)用機(jī)器人的情況 1 Q1 C" Y) V# m $ I2 t* ]- l6 A' G6 I 1 T$ D# O" P _( W1 Z/ p, d. Y2 N6 d' f" ^1 {
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，實(shí)現(xiàn)精確位置移動的自動裝置，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。; P7 E. j- _1 Q, w) P; V$ k
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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。# O( M$ f/ Z; {
% s3 ]0 H L3 a0 t+ w' W# r% ` 3 M/ C- B& A {' J: X " J, ]1 ~. S9 I% }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ΑV州數(shù)控起步研制工業(yè)機(jī)器人已有六、七年時間，現(xiàn)在已經(jīng)具有1000臺的生產(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。 : b# l# x3 W4 F& A' b+ D* Y/ [$ Z2 t $ V6 e; t' l5 ^! ~; ]! s3 H; o0 ` 5 t+ a7 B( ?( M/ |: d9 F& A$ ` A6 n& u S- Z( p" R/ W# Z; n7 u: `7 B
四、目前需關(guān)注和解決的一些問題 , P+ F( t/ a3 L4 `% I, R7 j 8 Z' s4 n) p1 ^ Q0 T & m2 r/ n' ?. u" P& [0 | % B: p N0 O/ G% n( [( A: s! m6 J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。; t1 ^9 J/ s6 K% t
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3 U; I$ |3 P& x : K& `; `# m `/ x- g(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)" f; ?8 ?$ w) n2 t9 |; V
1 P- Z8 M" N' e* S. f0 P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)。% A& {. B/ p" x5 ^6 z
) U3 m3 Y+ W Q0 s' C1 x , |- g$ z9 L k. g6 P, k4 ^ % h# s# B& u! Y4 C# m- p(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( w3 q! S' w0 `- M: q
- F4 S# o b4 u3 W+ ]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。 1 E6 Z. P$ t, S9 f( |4 @* F) Q ) {1 ~1 @7 B, Y! p( F) D {0 ^8 @ r! o& L' q. r3 N
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(3)應(yīng)積極開展機(jī)器人專門人才的培養(yǎng)和相關(guān)知識的普及 7 b- b! l6 B* S1 x `+ ^& B% `1 k / X) L) v: N. }7 Y ^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。$ R4 U& i! G$ ~* \( r3 p S1 l8 l" `
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(4)與機(jī)器人協(xié)同工作的機(jī)床應(yīng)具有足夠的自動化功能 # V1 k* v2 O2 k( C: W+ M8 q5 }: t; t! |* \. G5 O& W+ N
例如加工精度的自動檢測、刀具磨損情況的自動檢測與補(bǔ)償及刀具的自動更換等，從而保證柔性工作單元的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。 ( H1 i$ r# ? o4 I/ @+ W5 E2 b$ F; c$ \
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(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，分別進(jìn)行必要的適應(yīng)性改變 7 p1 f2 q$ L2 j; {2 n 7 m6 h; ?+ ]% ^- K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，從而形成一個空間布局統(tǒng)一合理、功能相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體。 + N$ Q" k0 j+ X9 d$ @4 I+ Y1 l& |! e
