常州海川丨機器人與數(shù)控機床的融合應(yīng)用
在機床制造過程中，許多崗位主要依靠工人的體力和技能。由于生產(chǎn)效率低、勞動強度高、缺乏熟練的技術(shù)人員，很難保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性，促使機床行業(yè)采用工業(yè)機器人和智能制造技術(shù)來改造傳統(tǒng)工藝。過去，昂貴的進口機器人和生產(chǎn)線主要用于汽車等少數(shù)行業(yè)，在機床等裝備制造行業(yè)的應(yīng)用比例較低，這在很大程度上制約了國內(nèi)機床行業(yè)自動化水平的提高。
兩大行業(yè)的現(xiàn)狀
通過“十一五”和“十二五”兩個五年規(guī)劃，我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進入中工業(yè)化、高檔小批量生產(chǎn)階段，產(chǎn)業(yè)整體水平基本具備國際競爭力。作為數(shù)控機床的控制大腦，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)制造商已經(jīng)掌握了五軸聯(lián)動、小段插補、動態(tài)誤差補償?shù)瓤刂萍夹g(shù)。他們還開發(fā)了高性能和大功率伺服驅(qū)動裝置。他們的自主研發(fā)促進了技術(shù)創(chuàng)新和進步。他們還培育了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的雛形，促進了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
目前，數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)、機床企業(yè)、自動化應(yīng)用集成商，甚至房地產(chǎn)資本巨頭都在試圖進入機器人領(lǐng)域，掀起了機器人行業(yè)的投資熱潮。令人擔憂的是，過度政策引導(dǎo)帶來的“圈地效益”、產(chǎn)業(yè)過度投資帶來的產(chǎn)能過剩、缺乏創(chuàng)新動力帶來的低端同質(zhì)化競爭，將使機器人產(chǎn)業(yè)陷入無序發(fā)展。值得思考的是，什么樣的企業(yè)最適合發(fā)展工業(yè)機器人
如何提高機器人行業(yè)的整體質(zhì)量？一般來說，有cnc系統(tǒng)基礎(chǔ)并能批量生產(chǎn)控制系統(tǒng)、伺服電機和伺服控制系統(tǒng)的企業(yè)具有一定的優(yōu)勢
國內(nèi)多家數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)紛紛進入工業(yè)機器人行業(yè)，在常州數(shù)控行業(yè)處于領(lǐng)先地位。自2006年以來，規(guī)劃和發(fā)展工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有八年了。憑借自己在控制器、伺服驅(qū)動和伺服電機產(chǎn)品生產(chǎn)方面積累的經(jīng)驗，完成了工業(yè)機器人系列化的全面自主開發(fā)。產(chǎn)品覆蓋3~200kg，功能包括機床搬運、裝卸、焊接、碼垛、涂膠、研磨拋光、切割、噴涂、分揀、組裝等
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那么，機器人產(chǎn)業(yè)將發(fā)展成什么樣的模式呢？作者認為，現(xiàn)階段機器人企業(yè)、機器人關(guān)鍵零部件供應(yīng)商和機器人集成商行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展更需要IAL鏈
機器人與數(shù)控機床集成模式
在數(shù)控機床加工應(yīng)用領(lǐng)域，本地機床裝卸機器人與數(shù)控機床的集成應(yīng)用一直處于發(fā)展前沿。從行業(yè)應(yīng)用層面來看，也發(fā)生了很大的變化：
（1）工作島：一對一機器加一對多在線加工
（2）柔性制造系統(tǒng)（fms）：基于網(wǎng)絡(luò)控制的柔性加工線。利用plc控制平臺和工業(yè)以太網(wǎng)總線，將多個機器人、多臺數(shù)控機床及其輔助設(shè)備聯(lián)網(wǎng)組裝，按節(jié)拍進行有序自動化生產(chǎn)
（3）數(shù)字化車間：借助cadcamcappmes輔助生產(chǎn)工具、物流技術(shù)和傳感技術(shù)，具備生產(chǎn)過程監(jiān)控、在線故障實時反饋、加工過程數(shù)據(jù)管理、刀具信息管理、設(shè)備維護數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品信息記錄等功能，滿足無人化加工需求，實現(xiàn)加工系統(tǒng)的生產(chǎn)計劃、操作協(xié)調(diào)、集成和優(yōu)化運行
（4）智能工廠：借助智能車間布局和erp信息管理系統(tǒng)，限度地創(chuàng)新傳統(tǒng)生產(chǎn)模式。信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫可以通過網(wǎng)關(guān)與各種外部信息系統(tǒng)接口，將車間連接到erp系統(tǒng)，查詢車間的生產(chǎn)狀態(tài)，實現(xiàn)企業(yè)資源的高效配置；借助其短信平臺和電子郵件平臺，可以實時向管理員報告設(shè)備故障、生產(chǎn)進度等信息
工業(yè)機器人與數(shù)控機床一體化發(fā)展之路
一,加工制造
機器人參與機床結(jié)構(gòu)件的加工和制造，實現(xiàn)自動化。專用機床服務(wù)于機器人專用減速器的精密加工，提高加工工藝質(zhì)量和批量生產(chǎn)效率等，具有很大的集成和發(fā)展空間。通過雙方企業(yè)的戰(zhàn)略合作，借助機床制造商的制造和工藝技術(shù)能力，機器人企業(yè)可以實現(xiàn)以下目標：
（1）對于機器人本體鑄件和減速器結(jié)構(gòu)件，共同研究形成批量精密制造技術(shù)，提高機器人批量生產(chǎn)能力和工藝水平，克服可靠性和一致性技術(shù)，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定、精確的節(jié)拍生產(chǎn)
（2）面對機器手動裝配、夾具和加工生產(chǎn)線的集成能力，我們委托各大機床廠終端客戶的渠道資源幫助機器人的推廣和應(yīng)用
（3）研究和開發(fā)自動化和柔性生產(chǎn)急需的工業(yè)機器人，如機床和生產(chǎn)線的下料、零件處理、刮削、倒角、拋光、焊接和噴涂（粉末）。機床企業(yè)和工業(yè)機器人企業(yè)共同開發(fā)，實現(xiàn)機械零部件的自動化加工，促進機床生產(chǎn)和制造技術(shù)的提高
（4）工業(yè)機器人機械本體的關(guān)鍵部件，如轉(zhuǎn)臺、臂架、箱體、支撐套、臂架、手腕等，對尺寸精度和形位公差有較高的要求，對加工設(shè)備、工裝夾具、測量工具等有較高的要求工具等；機械手減速器擺線齒輪箱、行星針輪、偏心軸、行星架等關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和加工，在國內(nèi)加工設(shè)備、裝配工藝和精度檢測中仍難以實現(xiàn)。但在使用國產(chǎn)數(shù)控機床和工具完成相關(guān)加工的基礎(chǔ)上，將有助于提高我國高端精密機械零件的設(shè)計和加工水平，促進國產(chǎn)數(shù)控設(shè)備和國產(chǎn)數(shù)控機床的應(yīng)用和發(fā)展
二,在綜合應(yīng)用方面
機床裝卸機器人實現(xiàn)機床加工柔性化
柔性生產(chǎn)線將是一種方便有效的推廣方式。中國的數(shù)控機床數(shù)量約為200萬臺。機器人企業(yè)率先將柔性加工生產(chǎn)線應(yīng)用于機床裝卸，這將有很大的市場需求，也將有助于推動機床制造、機器人等機械零部件向自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)模式發(fā)展，實現(xiàn)過程智能控制和信息管理，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，提高工藝管理水平，直至裝備制造業(yè)整體水平提升。如常州數(shù)控與大連機床、寶雞機床等機床制造商形成戰(zhàn)略合作關(guān)系，共同開發(fā)機器人專用加工機床、加工技術(shù)應(yīng)用、機器人機床+自動化柔性生產(chǎn)應(yīng)用等項目，推動雙方融入各自的工業(yè)應(yīng)用
國內(nèi)機器人和機床行業(yè)與國際先進水平存在差距。尤其是工業(yè)機器人作為一個新興產(chǎn)業(yè)，無論是制造工藝水平、控制系統(tǒng)還是綜合應(yīng)用經(jīng)驗，其起步都晚于國內(nèi)機床行業(yè)；技術(shù)標準的成熟和專業(yè)人員的所有權(quán)都限制了當前的發(fā)展速度，我們?nèi)匀恍枰诳碧椒矫鎸で筮M展。但我們認為，二者的深度融合對提高中國裝備制造業(yè)的綜合競爭力具有重要意義
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