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分析工业机器人与机床集成应用的现状与问题

  国际知名的机床制造商德马吉森精机、牧野(MAKINO)、马扎克、大隈、斯来福临、大连机床等许多机床制造商也纷纷展示数控机床与工业机器人组成的柔性单元,海克斯康(Hexagon)展示了机器人在测量方面的应用,WeldonSolution公司展示了机器人在分拣方面的应用。

  从以上3个知名机床展,我们可以清楚地看到工业机器人正大踏步走进机床领域,并与机床结合在一起,为用户提供各种个性化的智能制造装备。

  形成这种快速发展趋势的原因,固然与我国工业转型升级带来的引领和催化作用、我国人力成本的快速提高、工业机器人价格降低与性能提高这些普遍因素有很大关系,同时也有机床领域的特殊原因,一是当前随着机床数控技术的不断完善,各种自动检测、动态补偿技术的成熟,机床技术的发展已经进入智能化新阶段,机器人的加入只是起到了一种推波助澜的作用;二是机器人与机床的集成应用还具有一些特殊优势,例如,机床密度加大,厂房利用率提高;辅助时间缩短,提高机床工作效率;操作精确性和可重复性比自然人高;工伤的可能性大为减少;可长时间连续工作,而没有情绪问题和情感需求,等等。

  二、机器人与机床集成应用的主要形式

  在焊接、搬运、码垛、装配等大多数应用领域里,工业机器人是作为主机使用的。与此不同,与机床配套的机器人一般是作为辅机来发挥作用的。当前具体的应用形式主要有:

  (1)单机上下料

  单机上下料是机器人在机床上最典型和最成熟的应用。它比人工上下料更准确、迅速、安全。对生产批量大、加工时间短的中小零件加工,或需吊装的笨重工件而言,机器人上下料的优势特别明显。

  机器人与机床的结构关系分为机器人安装于机床外部和与机床构成一体两种形式。安装于机床外部的机器人,又分为固定式、移动式和椼架式等类型。

  (2)机器人与机床组成柔性生产线

  由机器人承担工件的工序转换工作,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一种应用。在当前工业转型升级过程中,市场需求越来越旺盛。

  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。常见的有L型、U型和直线型、对面布置等形式,其中三台数控机床构成U型的布局,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。

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