工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床集成應(yīng)用發(fā)展

《金屬加工》記者 索菲婭

據(jù)中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟宣稱,2013年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到了36560臺(tái)，同比增長(zhǎng)60%，已經(jīng)超過(guò)日本成為全球第一機(jī)器人大國(guó)。按機(jī)器人平均壽命10年估計(jì)，2013年中國(guó)機(jī)器人保有量約為13萬(wàn)臺(tái)，占世界工業(yè)機(jī)器人保有量的5%左右，在保有量上依然小于2012年日本的31萬(wàn)臺(tái)，美國(guó)、德國(guó)的16萬(wàn)臺(tái)和韓國(guó)的14萬(wàn)臺(tái)，位居世界第五。根據(jù)目前我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量年復(fù)合增長(zhǎng)36%、日本年復(fù)合增長(zhǎng)率4%計(jì)算，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人保有量有望在2017年超越日本達(dá)到世界第一。在每千人機(jī)器人擁有量這個(gè)指標(biāo)來(lái)看，我國(guó)每千人僅有23臺(tái)，不到日本的1/10，與世界平均水平的55臺(tái)也有較大差距。從這個(gè)方面來(lái)看，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)需求依然廣闊。

近些年來(lái)沿海地區(qū)不時(shí)暴露出來(lái)的用工荒問(wèn)題，使機(jī)器人替代人的需求不斷擴(kuò)大。制造業(yè)的工業(yè)自動(dòng)化是我國(guó)發(fā)展必然路徑，我國(guó)雖然已經(jīng)成為制造大國(guó)，但是大而不強(qiáng)的印象一直難以有較為明顯的改觀。若要成為制造強(qiáng)國(guó)，工業(yè)自動(dòng)化是方向。

在機(jī)床工具行業(yè)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也迎來(lái)發(fā)展的黃金機(jī)遇期。盡管目前工業(yè)機(jī)器人在機(jī)床工具行業(yè)應(yīng)用相比其他機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域所占份額尚小，但是發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)表明，兩者的集成應(yīng)用未來(lái)將大有作為。

機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人的融合，是工業(yè)和科技發(fā)展的必然趨勢(shì)，以CIMES2014展會(huì)中多個(gè)應(yīng)用實(shí)例為例，介紹一下目前工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床集成的趨勢(shì)，能夠讓我們感受到由此帶來(lái)的技術(shù)進(jìn)步和巨大的市場(chǎng)前景。

機(jī)床上下料應(yīng)用集中

目前在機(jī)床加工行業(yè)中，要求加工精度高、批量加工速度快導(dǎo)致生產(chǎn)線體自動(dòng)化程度。要根據(jù)加工零件的形狀及加工工藝的不同，來(lái)采用不同的手爪抓取系統(tǒng)。隨著人力成本的日益攀升，工業(yè)機(jī)器人成為眾多機(jī)床廠家的首選，工業(yè)機(jī)器人可以完成加工工件的自動(dòng)上料/下料、工件翻轉(zhuǎn)、工件轉(zhuǎn)序等工作，能夠滿足快速、大批量加工節(jié)拍，在展會(huì)上看到了三菱機(jī)器人在大連機(jī)床生產(chǎn)線上的成功應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人的抓取、翻轉(zhuǎn)、安裝等流程順暢無(wú)比，而且極其精準(zhǔn)！

三菱工業(yè)機(jī)器人在大連機(jī)床生產(chǎn)線的應(yīng)用

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工業(yè)機(jī)器人的上下料不僅應(yīng)用于柔性組合的機(jī)床生產(chǎn)線，在單機(jī)的應(yīng)用中也很多，在天鍛的展臺(tái)，我們看到了安徽埃斯頓的工業(yè)機(jī)器人在給折彎?rùn)C(jī)上下料，這樣既節(jié)省了勞動(dòng)力，又延長(zhǎng)了工作的時(shí)間。

埃斯頓的工業(yè)機(jī)器人在給折彎?rùn)C(jī)上下料

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FANUC工業(yè)機(jī)器人用于上下料也是應(yīng)用極廣泛的，在展會(huì)的眾多地方都看到了FANUC工業(yè)機(jī)器人的身影，具體舉出的是久工自動(dòng)化生產(chǎn)線和寶力自動(dòng)化生產(chǎn)線，久工科技展出的是自動(dòng)化金屬成型系統(tǒng)，在金屬成型和沖壓的領(lǐng)域，使用機(jī)器人是明智的決定，充分保證了安全的同時(shí)還提高了持久性。寶力生產(chǎn)線展出的也是一款機(jī)床上下料的機(jī)器人。

久工科技展出的FANUC工業(yè)機(jī)器人

寶力自動(dòng)生產(chǎn)線FANUC工業(yè)機(jī)器人

桁架機(jī)器人異軍突起

在加工要求越來(lái)越高速、高精的時(shí)代，桁架機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，桁架機(jī)器人也是大型直角坐標(biāo)機(jī)器人，此類機(jī)器人在上下料過(guò)程中快速、精確、嚴(yán)格按信號(hào)流順序來(lái)控制，適用于高速、批量、大型的零件加工柔性生產(chǎn)線。在歐美、日本等發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)，由高速加工中心和桁架機(jī)械手組成的敏捷柔性生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)是主流產(chǎn)品，桁架機(jī)械手在高空中輸送零件，直接把被加工零件從一臺(tái)機(jī)床輸送到另一臺(tái)機(jī)床上，桁架機(jī)械手兼有工序間運(yùn)輸和自動(dòng)上下料及物料回轉(zhuǎn)等輔助功能。由于它輸送快捷、精準(zhǔn)、柔性，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)捷，便于組合。因而，被機(jī)床廠商所器重。

CIMES2014展會(huì)上，桁架機(jī)器人的應(yīng)用也是亮點(diǎn)，金石公司展出的桁架機(jī)器人屬于重型桁架機(jī)器人，最大負(fù)載能力超過(guò)4t。主體結(jié)構(gòu)采用整體開(kāi)模鑄造，橫梁采用全鋼結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌采用矩形的重載滾輪導(dǎo)軌，傳動(dòng)采用齒輪齒條方式，負(fù)載100kg以上的機(jī)器人配備輔助安全剎車裝飾，非常適合大型設(shè)備的重載的場(chǎng)合使用。

金石桁架機(jī)器人

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國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的領(lǐng)軍企業(yè)沈陽(yáng)新松也推出了桁架機(jī)器人，新松公司針對(duì)機(jī)加工行業(yè)所設(shè)計(jì)的桁架式機(jī)床上下料機(jī)械手與數(shù)控機(jī)床相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)所有工藝過(guò)程的工件自動(dòng)抓取、上料、下料、裝卡、工件移位翻轉(zhuǎn)、工件轉(zhuǎn)序加工等，節(jié)約人工成本，提高生產(chǎn)效率，可實(shí)現(xiàn)全線自動(dòng)生產(chǎn)。

新松桁架機(jī)器人

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工業(yè)機(jī)器人的激光切割

激光切割作為先進(jìn)加工技術(shù)廣泛用于機(jī)械加工等領(lǐng)域，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低加工成本、減少材料消耗起到越來(lái)越重要的作用。隨著光纖傳輸?shù)母吖β使饫w激光器的問(wèn)世，以及工業(yè)機(jī)器人定位精度的不斷提高，利用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行激光切割，是當(dāng)今的機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域和激光切割領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。

在CIMES2014展會(huì)上，這種應(yīng)用也得到了廣泛的普及，激光切割系統(tǒng)是一個(gè)固定的激光發(fā)生器和一個(gè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)序列的創(chuàng)新結(jié)合，通過(guò)將激光束引導(dǎo)裝置完全集成在機(jī)器人手臂中，這就需要機(jī)器人手臂的靈活性和高精度，最典型的是史陶比爾的TX90L激光切割機(jī)器人，激光束以TX90L機(jī)器人的操作為中心。在精確機(jī)械手的操控下，激光束在工件上移動(dòng)。當(dāng)機(jī)器人跟蹤工件的輪廓時(shí)，激光束工作，達(dá)到切削的效果。TX90L機(jī)器人是高精度、高柔性的六軸機(jī)器人，路徑重復(fù)精度方面很高，而且在規(guī)定的有效負(fù)荷下，其所占用的空間很小。

史陶比爾TX90L激光切割機(jī)器人

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邦德激光和金運(yùn)激光也是致力于激光切割的企業(yè)，現(xiàn)在都在使用工業(yè)機(jī)器人本體作為運(yùn)動(dòng)控制的對(duì)象。激光切割機(jī)器人既具有機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活，柔性高的特點(diǎn)，又具有激光切割的切割速度快、質(zhì)量好、切縫窄等優(yōu)點(diǎn)，很好地滿足了現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的要求。

邦德激光激光切割機(jī)器人

金運(yùn)激光激光切割機(jī)器人

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