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六軸機器人在金屬加工行業的（de）應（yīng）用

2019-10-23 來源：- 作（zuò）者：-

　　汽車行業過（guò）去一直是機器人應（yīng）用最主要領域，隨著自（zì）動化需求的提升，工業（yè）機器人應用得到更大（dà）的拓展，除傳統的焊接應用（yòng）外，機器人在（zài）機床上下料、物料搬（bān）運碼垛、打磨、噴塗、裝配等領域也得到了（le）廣泛應用。金屬成形機床是機床工具的重要組成部分（fèn），成形加工通常與高勞動強度，噪聲汙染，金屬粉塵等聯係在一（yī）起，有時處（chù）於高溫高濕甚至有（yǒu）汙染的環境中（zhōng），工作（zuò）簡單枯燥，企業招人困（kùn）難。工業機器人與成形（xíng）機床集（jí）成，不（bú）僅可以解決企業用人問題，同時（shí）也（yě）能提高加工效率和安全性（xìng），提升加工精度，具有很大的（de）發展空間（jiān）。

　　數控折彎機（jī）集成應用：機器人折彎集成應用主要有兩種方式，一是以折彎機為中心，機器人配置真空吸（xī）盤，磁力分張上料架、定位台、下料台、翻（fān）轉架形成折彎單元。二是機器人與激（jī）光設備或數（shù）控轉台衝床、工（gōng）業機器人行走軸，板（bǎn）料傳輸（shū）線，定位台，真空吸盤抓手形成的板材柔性加工線。

　　壓力機衝壓集成應用：機器人與壓力（lì）機衝壓集成應用主要有兩種方式，一是單台機器人衝壓上下料：通過（guò）機器人將板料從（cóng）拆垛台移送到定位台，定（dìng）位後再移送到壓（yā）力機模具中實施衝壓（yā），衝壓結束後，通過機器（qì）人取料放入堆垛台，實現單台壓力機機器人自動上下料。二是機器人衝壓（yā）連線：通過多台（tái）機器人在多（duō）台壓力機之間建立衝壓連線。根據加工工件成形工藝要求，需要在多台壓力機配合加工（gōng），整條生產線由拆垛（duǒ）機器人（rén），上料（liào）機器人、壓力機之（zhī）間傳輸搬運機器人，尾線機器人組成。與直線坐標的機械手相比，采（cǎi）用六軸機器人（rén）更有柔性（xìng），對模具沒有等高（gāo）要求，容易集成。

　　熱模（mó）鍛集成應用：熱模鍛（duàn）生產線（xiàn）通常由兩台模鍛壓機組成，一台用於衝壓，另一台用於切邊。熱模鍛機器人集成（chéng）應用通常配置兩台機器人（rén），一（yī）台（tái）負責將中頻爐處理後的高溫物料移送給衝壓成形模鍛壓（yā）機，另一台負責從衝壓成形模鍛壓機取料（liào）後移送到另一台模鍛（duàn）壓機進行切邊。為防止高溫衝壓工件粘住模具，需要（yào）每次衝壓後對模具進行石墨潤滑，潤滑可以由機器人完成，也可以采用專門機（jī）構實現。由於鍛造是高溫高濕且又有石墨潤滑帶來（lái）的惡劣環境，特別要注意機器人的防護工作以及（jí）機器人本身抗熱輻射能力。

　　焊接應用：焊接是成形機床板材加工後道工序，機（jī）器人焊接有電阻焊和弧焊兩種類型，焊接機器人應（yīng）用占整個機（jī）器人應用的45%以上（shàng）。弧焊應（yīng）用是以機器（qì）人為核心，配置焊機、送絲機、焊槍、工（gōng）裝夾具等組成焊接工作（zuò）站。電阻焊應用是以機器人為核心，配置（zhì）點焊槍、焊接控製器（qì）、水氣單元、管線包、工裝夾具等組成點焊工作站。

　　機器人與機床集成（chéng）應用：在與機床的集成應用中（zhōng），工業機器人的具體應用形式還在不（bú）斷發掘和創新（xīn）當中。由於工業（yè）機器人在原理和結構上與數控（kòng）機床有很多相似之處，都（dōu）是由數控（kòng）係統控製、伺服電機驅動，實現精確位置移動的自動裝置，因此機床製造企業在工業（yè）機器人的研製上具有（yǒu）相當的（de）優勢。因此，國（guó）內外（wài）有不少機器人製造（zào）企業都有機床（chuáng）製造的根底。機器人在也有機床領域的發展有點特殊，一是當前隨著機床數控技（jì）術（shù）的不斷完善，各種自動檢測、動態補償技術的成熟，機（jī）床技（jì）術（shù）的發展已經進（jìn）入智能化（huà）新階段，機器人的加入（rù）隻是起到了一種推波助瀾的作用;二是機器人與機床的集成應用還具有一些特殊優勢，例如，機床密度（dù）加大，廠房利用率提高;輔助時間縮短，提高機床工作效率;操作精確（què）性和可重複（fù）性比自然人高;工傷的可能（néng）性大為減少;可長時間連（lián）續工作，而（ér）沒有情緒問題和情感需求（qiú），等等（děng）。

　　目前機器人與機床集成應用的主要形式：在焊接、搬運、碼垛、裝配等大多數（shù）應（yīng）用領域裏，工業（yè）機器（qì）人是作為主機使用的。與此不同，與機床配套的機器人一（yī）般是作為輔機來（lái）發揮作（zuò）用的。當前具體的應用形式主要有：

　　(1)單機上下料

　　單機上下料（liào）是機（jī）器人在機床上（shàng）最典型和最成熟的應用。它比人工上下料（liào）更（gèng）準確、迅速、安全。對生產批量大、加工時間短的中小零件加工，或需吊裝的（de）笨重工件而言，機器人上（shàng）下料的優勢特別明顯。

　　機器人與機（jī）床的結構關係分為機器人（rén）安（ān）裝於機床外部和與機床構成一體兩種形式。安裝於機床外部的機器（qì）人，又分為固定式、移動式和架式等類型。

　　(2)機器人與機（jī）床組成柔性生產線

　　由機器人承擔工件的工序轉（zhuǎn）換工作，與若幹台機床組成柔性生產線，是一（yī）種比單機上下料更為複雜（zá）也更有價值的一種應用。在當（dāng）前工業轉型（xíng）升級過程中，市場需求越來越旺盛。

　　在這種應用場合下，機床布局取決於工藝路線和現場條件等因素。常見的有L型、U型（xíng）和直線型、對麵（miàn）布置等形（xíng）式，其中三台數控機床構成U型的布局，由一台（tái）機器（qì）人（rén）在場地中間進行工件轉換，這種布局十（shí）分緊湊。

　　(3)與（yǔ）機床共同完成加工工藝過程

　　機器（qì）人夾持工件在衝剪、折彎機上實現加工操作，不僅是（shì）簡單的上下料，而是替代了所有原來的人工作業（yè）。這比（bǐ）人工操作現加準確和快速，從而提高了產（chǎn）品質（zhì）量和生產效率。尤其是徹底解決了衝壓類機床的工傷隱患。

　　(4)獨立完成加工工序

　　給機器人裝上專用手爪，機器人可以完成切割、打磨、拋光、清洗等工藝過程。甚至於可以讓機器人直接夾持切削工具，對工件進（jìn）行（háng）打孔、攻絲、鉚接，也可以進行切削加工。在這種情形下，機器人本身就是一台機床。

　　具備視覺、觸覺的機器人可（kě）以用於組裝、零件分選等複（fù）雜（zá）工序（xù），即使是上下料（liào），也可以不用帶有定位（wèi）裝置的專用工位器具。

　　給機器人裝備特殊手爪，可用於高溫環境下作業的鑄造、鍛造機械，完（wán）成取鐵水、澆注、上下熱毛（máo）坯、更換熱態的模具等人工難以直接完成的工作。

　　權威的（de）專業展覽會是反映一個行業總體情況和技術趨（qū）勢的最佳窗（chuāng）口。形成這種快速發展（zhǎn）趨勢的（de）原（yuán）因，固然與（yǔ）我國工業轉型升級帶來的引領和催化作用、我國人力成本的快速提高、工業機器人價格降低與性能提高這些普遍因（yīn）素有很大關係，但同時工業機器人又（yòu）是一（yī）種高柔性的通用自動化裝置（zhì），它的應用場合和功能具有無限的拓展空間（jiān）。

　　機器人目前已經是先進製造技術和自動化裝備（bèi）的典型代表，智能化工業裝備已經成為（wéi）全球製（zhì）造業升級轉型的基礎。工業機器人與數控機（jī）床集成應用，使智能製造與數字化（huà）車間、智（zhì）能（néng）工廠從概念走向現實（shí）。

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