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工业机器人与数控机床融合技术研究

发表时间：2020/10/29 来源：《基层建设》2020年第21期作者：马琦

[导读] 摘要：目前，随着经济飞速发展，从工业机器人当前的发展现状来看，还有许多的要作要做，同时在机床集成应用的发展去结合，通过建立有效机制，同时把科研院所的研究成果与企业进行有效的结合，加强资源互享与合作。

        身份证号：23212819880720xxxx
        摘要：目前，随着经济飞速发展，从工业机器人当前的发展现状来看，还有许多的要作要做，同时在机床集成应用的发展去结合，通过建立有效机制，同时把科研院所的研究成果与企业进行有效的结合，加强资源互享与合作。从更深的角度来看，技术规范和标准，需要两个行业的整合之后成立什么样的模式；这同样是非常重要的课题，而从资源整合、资源共享到优势互补，并形成产业发展的合力，这都需要时间。
        关键词：工业机器人；数控机床；融合技术研究
        引言
        工厂大批量的生产加工前，需要做大量的准备工作，其中包括数控机床的加工调试，工业机器人上料料轨迹的规划，生产节奏的控制。前期的准备工作就是为了批量生产后，产品的质量稳定达到工艺要求。在上下料工业机器人与数控机床联机运行加工中，工件的校正环节比较容易被忽略，特别是刚接触工业机器人操作者，耗费在工件校正上的时间过长，并且方法不科学不规范，容易导致生产事故的发生，在这时工件的校正方法显得尤为重要。
        1工业机器人与数控机床两大产业现状分析
        从目前的情况来综合分析看，产业整体水平仍然不高，特别是在数控机床等智能化设备领域的国际竞争力不足，从根本上还不能形成核心竞争力和核心产品。数控机床对于智能化系统要求比较高，可以说是“头脑”，目前来看国产数控系统有了长足的进步，比如掌握了基本的机械控制功能和数控传动系统，同时通过努力研制，也推出了一批高性能、高附加值的大功率的伺服驱动装置投入生产中，这也保证了在工业机器人与数控机床技术上的创新与进步，激发了工业机器人产业的初级生态，催进了产业的整体发展。而结合国际的形式和我国的国情，数控系统研制单位、机床整机出品单位、应用集成商，都先后在不停地尝试进入工业机器人领域，这种由产业整体所推进的机器人产业热。急需政府政策的过度引导，不然很容易造成“盲目投资”、“产业投资过度”等副作用。比如造成产能过剩、缺乏创新改造、集中在低端同质化竞争等问题，所以这些都是两者在融合中应该考虑的问题不然会把机器人产业带入无序发展。这是值得思考的：什么样的企业最适合研制工业机器人？这是一个非常好的命题，而这个命题在笔者看来就是工业机器人与数控机床的融合，然后，你需要提高机器人产业的整体素质。我国目前已有十多家数控系统企业先期步入工业机器人产业，并且在产业模型的打造上已趋成熟，比如最早的广州数控，从规划研制工业机器人产业，到目前为止已走过12个年头。随着劳动力成本，缺乏技能型人才，高风险的环保，高强度作业的兴起，工业机器人已被广泛认可，并开始逐步在生产领域中使用，也成为社会关注的焦热点。目前政府还在推进产业转型升级。投入了较大的资金支持，这对于企业来说是一个好的机遇，利用政策来完成其技术改造，同时加快转变生产方式，引入更为高效的作业能力。同时针对我国工业机器人保有量不大的现状，自我品牌尚不成熟甚至还在培育中，需要时间也需要磨练。
        2优化措施分析
        2.1辅助数控折弯机工作
        在数控折弯层面，机器人主要通过以下两种方式参与生产实践活动。一种是数控折弯机占据核心位置，机器人在真空吸盘和磁力的帮助下在折弯单位内灵活移动，尤其在定位台和翻转架领域实现自动化生产。第二种是，工业机器人在行走轴的帮助下研数控生产线灵活运动，使得生产线加工的柔性降低。机器人能够确保数控折弯机的无缝连接，尤其在专业软件的帮助下，机器人能够实现封闭控制。即使数控机床采取不同的折弯速度，机器人也能够在传感器的帮助下，完全跟上生产的步伐。我国数控折弯机中使用的机器人对于折弯施教的耗费时间只需要两小时左右。在防盗门和电梯等加工生产行业中，上述模式适用比较广泛。

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        2.2确保数控机床冲压集成功能的发挥
        在数控机床生产线中，他说使用的是单机机器人，机器人能够实现板料的自主定位移送，让精确定位后的板料经过精准施压冲击完成生产的初步环节，对于冲压完成后的材料，机器人会自动移送到堆垛台，从而使得单机机器人完成智能上下料活动。倘若数控生产线使用的是多台机器人，机器人相互之间会通过冲压线相连。这种生产方式主要是用于加工工艺比较复杂的工件，在整个数控生产线中，多台机器人往往只负责单一工作，比如，上料机器人只承担上料智能、搬运机器人只承担板料搬运的功能等等。在传统数控生产领域，机械手能够确保上下料的自主性，但是该种生产方式对于模具有较高的要求，集成效果较差。工业机器人的使用能够增强数控生产线的柔性，确保生产效率的有效提升，并且控制系统还能确保机器人实现自我保护，只有在机床正常运营过程中，机器人才会开展工作，确保生产的安全性。
        2.3热模锻领域的应用
        数控机床中有的承担热模锻生产，常见的承担热模锻生产的数控机床，主要由两台模锻机构成，这两台机器有的负责冲压，有的负责切边。在该数控机床中使用工业机器人，也应当根据功能的不同使用两台机器人。一台机器人承担高温物料的移送功能，主要将频炉加工后的物料精准输送给冲压机器；另一台机器人将冲压后的物料输送给切边机。数控机床在冲压完成后可能会因为高温形成粘连，机器人也可以承担润滑的功能。在该生产环节中生产环境比较恶劣，为了延长机器人的工作寿命，必须要做好机器人保护工作，尤其要避免高温和辐射对机器人的损害。机器人也应当通过多种传感器的帮助实现危害的自我规避，面对极端生产环境能够确保自我远离。
        2.4工业机器人与数控机床融合的集成方式分析
        我国在数控机床加工应用领域，以本土机床上下料机器人与数控机床的融合应用可以说是走在了前端。从行业应用层面有了较大改变和进步：第一，工作岛，为了实现更好的单对单联动机加、单对多联机加工，这几年发展是快速的。第二，柔性制造系统（FMS），通过基于网络控制（以太网）的柔性机加线，得到了充分的利用并应用PLC控制平台，将多台机器人、多台数控机床及其辅助设备进行联网组线，按节拍进行有序自动生产。第三，数字智能车间，借助智能化工具和软件来辅助生产，使整体的智能化水平得到了利用，对接机器人技术应该说难度不大，而目前在利用的物联网技术，未来可能要通过5G网络来实现信息的传送和传感，不仅仅局限在以太网等局域网络。通过提升物联水平和网络的高速来带动生产加工过程的“无死角”和信息无缝对接，以及在线故障实时反馈报修等，同时实现大数据分析和无纸化管理。第四，智慧信息系统：借助以上智能化车间布局，基本实现了操作的无人化，再加上ERP信息化管理系统，可以实现生产和人工管理的大数据化，从而改变传统生产方式。信息管理系统形成数据库，通过网络与各种应用对接的外部的信息系统进行连接，从而实现企业资源的高效配置和利用，同时可更好的管理车间并借助其平台上的即时通讯系统来向管理员报备有关设备故障、生产进度等信息。
        结语
        工业机器人与数控机床联机运行加工现在已经普遍应用。与传统的机床加工不同的是，工业机器人与数控机床联机运行对操作者的综合能力要求较高，操作者需要具备工业机器人应用，数控加工等方面的知识和技能。工件的校正方法也是从数控加工技术经验中得到借签，是在实际生产中不断总结和摸索出来。
        参考文献
        [1]黄松•《数控车床操作（高级工）》•（M）•现代教育出版社，2015.6.
        [2]向金林•《工业机器人技术及其应用》•（M）•机械工业出版社，2017.4.
        [3]杨杰忠•《工业机器人技术基础》•（M）•电子工业出版社，2017.8.