工業(yè)機器人與數(shù)控機床
工業(yè)機器人與精工機床隨著我國裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，在市場需求和技術(shù)進(jìn)步雙重作用下,，近幾年來工業(yè)機器人與精工機床集成應(yīng)用發(fā)展很快，應(yīng)用的形式不斷擴展,，對當(dāng)前機床智能化潮流帶來新的促動,，對我國機床工具行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級也必將起到有益的推動作用。鑒于機器人研制以及與機床集成應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀,，相關(guān)企業(yè)應(yīng)如何建立有效的組織聯(lián)絡(luò)機制,，以加強溝通與合作，兩個行業(yè)融合發(fā)展該建立怎樣的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),，以充分做到資源共享與優(yōu)勢互補，并形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合力,！機器人產(chǎn)業(yè)正迎來黃金發(fā)展機遇期,，如何推動工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)和機床工具產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展，如何做到工業(yè)機器人與精工機床的互為集成應(yīng)用,，已成為當(dāng)前現(xiàn)代裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的重要話題,。機床制造過程中許多崗位主要依賴工人的體力和技能，生產(chǎn)效率低,、勞動強度大,、缺少熟練技工人才，難以保障產(chǎn)品穩(wěn)定性和一致性,，促使機床行業(yè)越來越多地采用工業(yè)機器人及智能制造技術(shù)來改造傳統(tǒng)工藝流程,。以往，昂貴的進(jìn)口機器人和生產(chǎn)線主要在汽車等少數(shù)行業(yè)使用，在機床行業(yè)等裝備制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用比例偏低,，很大程度上制約著國內(nèi)機床行業(yè)自動化程度的提高,。一、兩大產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀經(jīng)過“十一五”,、“十二五”兩個五年計劃,，十年磨一劍，中國精工機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進(jìn)入中檔規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,、高檔小批量生產(chǎn)的階段,，產(chǎn)業(yè)整體水平基本具備國際競爭力。精工系統(tǒng)作為精工機床的控制大腦,，國產(chǎn)精工系統(tǒng)廠家已經(jīng)掌握了五軸聯(lián)動,、小線段插補、動態(tài)誤差補償?shù)瓤刂萍夹g(shù),，也研制出高性能,、大功率伺服驅(qū)動裝置，自主研發(fā)促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步,，也萌生了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的雛形,，催長產(chǎn)業(yè)發(fā)展。當(dāng)前,，精工系統(tǒng)研制企業(yè),、機床整機企業(yè)、自動化應(yīng)用集成商,，甚至房地產(chǎn)資本大鱷們,，都在嘗試進(jìn)入機器人領(lǐng)域，掀起了一股機器人產(chǎn)業(yè)投資熱,。讓人擔(dān)慮的是,，政策過度引導(dǎo)帶來的“圈地套惠”、產(chǎn)業(yè)過度投資帶來的產(chǎn)能過剩,、缺乏創(chuàng)新驅(qū)動帶來的低端同質(zhì)化競爭等,，都將把機器人產(chǎn)業(yè)帶入無序發(fā)展。值得思考的是,，什么樣的企業(yè)最適合研制工業(yè)機器人,？如何提升機器人產(chǎn)業(yè)的整體質(zhì)量？總的來說,，具有精工系統(tǒng)的基礎(chǔ),，控制系統(tǒng)、伺服電機,、伺服控制系統(tǒng)都能夠批量生產(chǎn)的企業(yè)具有一定優(yōu)勢,。日本FUNAC公司的產(chǎn)業(yè)推進(jìn)路線,，就是一個成功的典型案例，值得借鑒與參考,。隨著用工成本上漲,、技能人才缺少、高危環(huán)保,、高強度作業(yè)等問題的凸顯,，工業(yè)機器人參與生產(chǎn)制造已被廣泛認(rèn)知和不斷使用，成為社會關(guān)注的焦點,。政府更是借此促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,，企業(yè)用其開展技術(shù)改造，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,，提高作業(yè)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。那么,，機器人行業(yè)將以什么樣的模式向前發(fā)展,？筆者認(rèn)為，現(xiàn)階段更需要機器人整機企業(yè),、機器人關(guān)鍵部件供應(yīng)商,、機器人集成商產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。二、機器人與精工機床融合的集成方式在精工機床加工應(yīng)用領(lǐng)域,，本土機床上下料機器人與精工機床的融合應(yīng)用已在先端發(fā)展之列,。從行業(yè)應(yīng)用層次來看,，也發(fā)生較大改變：(1)工作島：單對單聯(lián)動機加,、單對多聯(lián)機加工,。(2)柔性制造系統(tǒng)(FMS)：基于網(wǎng)絡(luò)控制的柔性機加線,，應(yīng)用PLC控制平臺,，通過工業(yè)以太網(wǎng)總線方式，將多臺機器人,、多臺精工機床及其輔助設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)組線,，按節(jié)拍進(jìn)行有序自動生產(chǎn),。(3)數(shù)字化車間：借助CADCAMCAPPSMES輔助生產(chǎn)工具,、物流技術(shù)及傳感技術(shù),，具備生產(chǎn)過程監(jiān)控,、在線故障實時反饋,、加工工藝數(shù)據(jù)管理,、刀具信息管理、設(shè)備維護(hù)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、作業(yè)協(xié)調(diào)集成與優(yōu)化運行,。(4)智慧工廠：借助智能化車間布局和ERP信息化管理系統(tǒng),，將******限度地給傳統(tǒng)生產(chǎn)方式帶來革新。信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫可以通過網(wǎng)關(guān)與各種外部的信息系統(tǒng)進(jìn)行接口,，將車間接入ERP系統(tǒng),，查詢車間生產(chǎn)狀態(tài)，實現(xiàn)企業(yè)資源的高效配置,；借助其短信平臺,、郵件平臺，可以向管理員進(jìn)行設(shè)備故障,、生產(chǎn)進(jìn)度等信息的實時匯報,。三、工業(yè)機器人與精工機床融合發(fā)展的途徑1.加工制造方面機器人參與機床結(jié)構(gòu)件加工制造以實現(xiàn)自動化,，專用機床服務(wù)于機器人專用減速機的精密加工,，提升加工工藝質(zhì)量及批量生產(chǎn)效率等等，具有很大的融合發(fā)展空間,。借助雙方企業(yè)的戰(zhàn)略合作,，機器人企業(yè)可借助機床廠家的制造與工藝技術(shù)能力實現(xiàn)以下目標(biāo)：(1)面向機器人的本體鑄件、減速機結(jié)構(gòu)件,，共同研究形成批量精密制造技術(shù),，提高機器人批量化生產(chǎn)能力和工藝水平,，攻克可靠性、一致性技術(shù),，實現(xiàn)高效,、穩(wěn)定,、精密的節(jié)拍生產(chǎn),。(2)面向機器人工裝,、夾具,，機加生產(chǎn)線的集成能力，借助各大機床廠的廣大終端客戶渠道資源,，委托推廣應(yīng)用機器人,。(3)研發(fā)面向機床單機及生產(chǎn)線上下料和零部件搬運,、鏟刮,、倒角、拋磨,、焊接,、噴涂(粉)等自動化,、柔性化生產(chǎn)急需的工業(yè)機器人,，機床企業(yè)與工業(yè)機器人企業(yè)共同研制,，實現(xiàn)整機零部件的自動加工，推動機床生產(chǎn)制造技術(shù)水平提升,。(4)工業(yè)機器人機械本體的關(guān)鍵零部件,，如轉(zhuǎn)盤、大臂,、箱體,、支撐套、小臂,、腕體等,，尺寸精度和形位公差均要求較高，對機械加工設(shè)備,、工裝夾具,、量檢具等都有很高的要求；機器人減速器的擺線齒殼,、行星針輪,、偏心軸及行星架等關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和加工，目前國內(nèi)的加工設(shè)備,、裝配工藝,、精度檢測等還難以達(dá)到。但立足使用國產(chǎn)精工機床及工具設(shè)備完成相關(guān)加工,，則有助于提高我國高端精密機械零部件設(shè)計及加工水平，促進(jìn)國產(chǎn)精工裝置與國產(chǎn)精工機床的應(yīng)用和發(fā)展,。2.在集成應(yīng)用方面機床上下料機器人實現(xiàn)機加柔性生產(chǎn)線將是便捷有效的推廣方式,。國內(nèi)精工機床保有量約200萬臺，機器人企業(yè)首推應(yīng)用機床上下料柔性機加生產(chǎn)線，將會有很大的市場需求,，并且也有利于助推機床制造、機器人等機械零部件走向自動化,、數(shù)字化,、網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)方式,，可實現(xiàn)過程智能控制、信息化管理,，能提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量,，提高工藝管理水平，直至推動裝備制造業(yè)的整體水平提升,。例如,，廣州精工與大連機床、寶雞機床等機床廠家形成戰(zhàn)略合作關(guān)系,，共同研發(fā)機器人專用加工機床,、加工工藝技術(shù)應(yīng)用、機器人機加自動柔性生產(chǎn)應(yīng)用等項目,，促進(jìn)了雙方互相融入各自產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,。國產(chǎn)機器人和機床工具行業(yè)與國際先進(jìn)水平存在差距，尤其作為新興產(chǎn)業(yè)的工業(yè)機器人,，起步晚于國內(nèi)機床產(chǎn)業(yè),，無論制造工藝水平、控制系統(tǒng),，還是集成應(yīng)用經(jīng)驗,；無論技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成熟度，還是專業(yè)人才擁有程度，都制約當(dāng)前的發(fā)展速度,，尚需在摸索中尋求進(jìn)步,。但我們相信，兩者的深度融合,，對于提高中國裝備制造業(yè)的綜合競爭力具有重大意義,。