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CIMT2021部分工（gōng）業（yè）機器人展（zhǎn）品評述

2021-7-12 來源：- 作（zuò）者：-

要提高製造業的自（zì）動化水平，助力全行業向智能化邁進，工業機器人的配套必（bì）不可少。本文主要就CIMT2021部分工業機器人展品進行評述，並概括介紹工業機器人與（yǔ）機床配套（tào）應用技（jì）術的發展趨（qū）勢。

一、部分展商及展品

1. 廣（guǎng）州數控（kòng）設（shè）備有限公司

廣州數控（kòng）重點演示了工業機器人與（yǔ）視覺係統配合進行（háng）相關作業（yè）。

（1）3D視覺搬運演示單元

該單元（yuán）由GSK的RB50工業機器人配合3D視覺係統等構（gòu）成，能完成（chéng）對各種無序擺放工件（jiàn）的抓取，可（kě）靈（líng）活應用於各領域的上下料（liào）作業。

RB50是廣數自主研發的（de）中負載工業機器人，電機、驅動、係統、減速器等四（sì）大核心零部件全國產化。采用（yòng）電機（jī）後置的（de）結構（gòu）方式，通過傳動軸、齒輪係等驅動末端運動，小臂（bì）、腕部等前部機構緊湊（còu）輕巧，使整機速度較高（gāo）。同時，整機線纜全部（bù）內置，防（fáng）護性能好，更利於在（zài）有粉末（mò）、飛濺的惡劣環（huán）境下作業。

該（gāi）機器人額定負載50kg，臂展1950mm，重複定位（wèi）精度±0.05mm，廣泛應用（yòng）於打磨（mó）、拋光、機床上下（xià）料、衝壓、搬運等。

RB50工業（yè）機器人配合3D視覺係統

（2）RB165搬運演示單元

該單元使用（yòng）一台GSK的（de）RB165A1工業機器人，配合視覺裝置（zhì）及夾具完成對工件精準（zhǔn）抓取、擺（bǎi）放，可（kě）靈活（huó）應用於各行業（yè）領域的上下料、碼垛及輸送作業（yè）。機（jī）器人和視（shì）覺定位準確，是進行穩定、高（gāo）效生產的重要保（bǎo）證。

RB165A1機（jī）器人使用平衡缸（gāng）設計，減小電機和減速器的負荷輸出（chū）要求，增大機（jī）器人的有效負載。采用電機後置的結構形式，減輕機器人末端重量，提高有效負載。各主要部件經過有限元優化分析以及動力學分析（xī），進行（háng）輕量化設計，在保證機器人本體剛度的同時減輕本體重量。采用廣數專門研發的大功率高速（sù）電機和驅動，自（zì）主研發（fā）的控製係統，機器人運動速度快、精度高。機器人可靠（kào）性好，曾在廣汽集（jí）團的汽車生產線上和海爾集（jí）團（tuán）的自動化生產線上應（yīng）用，因其使用效果良好得到客戶（hù）認可。

RB165A1機器人經係列化設計延伸出RB130和RB210兩款機型（xíng）產品，以滿足不同客（kè）戶的（de）應（yīng）用需求。額定負載165kg，臂展2463mm，重複（fù）定位精度±0.1mm，應用於搬運、點焊、打磨、雕刻等領域。

RB165A1工業機器人

2. 埃斯頓自動（dòng）化

埃斯頓展出了多（duō）款機（jī）器人本體及控製係統。

（1）新一代折彎專用機器人ER80B-2565-BD

埃斯頓在應用成熟（shú）且市場占有率較高的鈑（bǎn）金（jīn）折彎領域，推出新一代折彎機器人（rén）ER80B-2565-BD，主要在機器人控製（zhì）係統進行性能（néng）優化（huà）和提升，采用新一代控製器及振動抑製算法，大幅度提升機器人精度和速度。擁有豐（fēng）富的折彎工藝軟件包。基於人機工程學的機器人設計，使ER80B-2565-BD動作更柔順，全新白（bái）色塗（tú）裝（zhuāng）工藝，兼（jiān）顧工業實用與美學的統一。

（2）新一代衝壓專用機器人ER15-1520-PR

這是埃斯頓最新發布的衝壓機器人，應用於衝壓上下料工（gōng）序。新款機器人采用（yòng）高性能動力學模型，全新的速度規劃和振動抑製算法，大幅度提（tí）高速度和穩定性；優化手腕結構設計，J1軸采用中空設計（jì），充分（fèn）考（kǎo）慮衝壓工作環境中動作（zuò）範圍大，頻率快的特性。同時ER15-1520-PR配（pèi）備成熟的衝壓工藝軟件包（bāo），簡單易用的操作界麵，靈活的工藝配置。具備安全監測機製，保證交互和配置（zhì）的正（zhèng）確性。

（3）埃斯頓全資子公司CLOOS七軸（zhóu）高柔性焊接機器人

七軸機器人QIROX為六軸關節型機器人QRC-410-E的延伸機型，可選配的第七軸既可以直接安裝在機器人底座上，也可以安裝在機器（qì）人變位（wèi）機上，擴大了機器人的工作範圍，使焊槍處（chù）於最有利的施焊位置。

（4）埃（āi）斯（sī）頓新（xīn）升級ER6-1450-H焊接機器人（rén）

該焊接機器人采（cǎi）用新一代機器人控製器及振動抑製算法，在速度、精（jīng）度（dù）、軌跡規劃方（fāng）麵均有大幅度提升。運行（háng）速度相比上一代產（chǎn）品提升（shēng）30%。

3 . FANUC（發那科）機器人

（1）CNC-QSSR

快速簡便啟動自動化Quick & Simple Start-up of Robotization (QSSR) 功能，可實現機器（qì）人與數控機床的快速連接與設定，減少係（xì）統集（jí）成時的連接與調（diào）試時（shí）間（jiān）。它基於發那科（kē）機器（qì）人接口功能，內置了機器（qì）人與加工中心的信號交互（hù）係統和人機交互界麵，並為客戶提供了一係列標準化模塊，客（kè）戶僅需（xū）提供夾具、機器人手抓和加工程序，就能進行自（zì）動化生產。機器人與機床的連接（jiē）迅速簡單，機器人（rén）的編程操（cāo）作更容易，甚至可以通過數字仿真技（jì）術自動生成機器人運動（dòng）軌跡和程序，無（wú）需人工參與編程即可（kě）控製機器人進行自動化作業，並在工（gōng）作（zuò）過（guò）程中自動避（bì）開幹擾（rǎo）物。

QSSR連接：簡單連接和設（shè）定

隻需要一根網線即可簡單地實現機床和機器人的連接（jiē）；通過（guò）CNC和機器人屏幕上的引導（dǎo）功能進行通信設置。

使用G-code功能簡便地（dì）創建機（jī）器（qì）人程序，便於（yú）機床操作者操作（zuò）機器人；用機床操作者（zhě）熟悉的係統G代碼（mǎ）程序控製機器人上下料；利用機床的手脈進行定位，可以在CNC中指定特定通（tōng）過點，一（yī）鍵生成機（jī）器人程序。

QSSR自動路徑（jìng）：自動生成機（jī）器人（rén）程序

隻需要指定起點（diǎn）和終點（diǎn），即可自動生成可避免機床碰撞的軌跡；生成的程序由（yóu）CNC的M代碼調用（yòng）。

（2）發動機螺栓擰（nǐng）緊及視覺檢測

FANUC推出新款協作機器人的發動機（jī）螺栓擰緊及（jí）視覺檢測係統展示單元，配合智能視覺（jiào），機器人能自動進行螺栓擰緊，不需要人工編程。因為協作機器人具備（bèi）力矩反饋功能，因此不需要（yào）增加力矩傳感器（qì）也可以自動進行擰（nǐng）緊姿態（tài）調（diào）整。其新型控製器，體積小，重量（liàng）輕，單人可搬運（yùn）。

（3）壓鑄單元全自（zì）動化係統

壓鑄（zhù）單（dān）元全自動化係統使用了4台機器人進行自動化作業，包括1台（tái）M-20iB 25、1台M-710iC 70、2台M-20iD 25機器人。工序順序是：先用M-20iB25機器人給壓鑄（zhù）機上料，壓鑄後用M-710iC 70機器人取出工件，先後進行壓鑄機（jī）去（qù）渣包（bāo）及風冷工序，然後把工件放進壓鑄件伺服切邊裝置切除料柄，再由一台M-20iD 25機器人取出工件進行去毛刺工序。去除加工麵（miàn）飛邊後，由另一台M-20iD 25機器人（rén）抓取工件進行毛坯麵去毛刺，最後上料至（zhì）機床進行加工。從壓鑄上（shàng）料、去渣（zhā）包、風冷（lěng）、切除料柄、加工麵去毛刺（cì）、毛坯麵去毛（máo）刺，到加工機床上（shàng）、下料，整個作業流程實現完全自（zì）動化。

其中（zhōng）壓鑄機器人M-20iB 25采用內走線（xiàn）的本體結構，電機、電纜不外露，防（fáng）護（hù）等級可達IP67，適用於多種較惡（è）劣環境。該機臂展長，負載能力大，本體（tǐ）重量輕。M-710iC 70是FANUC老款經典通用機器人，常用於搬運、碼垛、焊接、裝配等，與50kg機器人M-710iC 50是同一係列產品，屬於衍生款。M-20iD 25是FANUC新（xīn）款主打機器人，456軸采用齒輪傳（chuán）動，結構緊湊，重量輕，成本低，而且小臂和手腕具（jù）備φ57mm的中空直徑，可防止線纜卡住和磨損，減少線纜與設備的纏繞，本體可（kě）以實現與焊（hàn）接機器人通（tōng）用，但是齒輪的加工和裝（zhuāng）配要求較高。經過全新升級後，外觀簡潔、大（dà）方、美觀，采（cǎi）用（yòng）細長彎（wān）曲大臂設（shè）計，可以減少幹（gàn）擾，節省空間，適合在擁擠的生產環境中（zhōng）使用。

FANUC機器人係統具備（bèi）軟浮動功能，在機器人抓取（qǔ）工件進行去渣包和去（qù）毛刺的時候可以保持恒力工作（zuò）。

加工（gōng）麵去毛刺（cì）機器人末端有一旋轉氣缸，通過旋轉（zhuǎn）氣缸變換工具可以實現去毛刺和零（líng）件（jiàn）抓取兩種（zhǒng）動作。機器人末端（duān）同時集成了二維視（shì）覺傳感器和六維力傳感器，通過（guò）視覺識別，機器人可（kě）以自動生成去（qù）毛刺工作（zuò）軌跡，通過力傳感器（qì）的力反饋，實現浮動去毛刺，讓機器人自動進（jìn）行（háng）姿態調整，保證在去毛刺過程中（zhōng），切削（xuē）力大（dà）小穩定，倒角一致。

毛坯麵去毛刺機器人，夾持工件利用浮動銑刀和浮動銼刀進行毛刺去除。

通過Smart LINK SCADA數據采集及監控係統，可以采集（jí）生（shēng）產單元的機器人信息、機床信息、壓鑄（zhù）島生產信息、壓（yā）鑄機工藝信息（xī）等，進行遠程監測和調控。

（4）機床與機械手集成方案

FANUC也推出了機床與機（jī）械手的集（jí）成方案，將機床上下料機械（xiè）手的控製功能模塊內嵌於CNC中，可用CNC對機械手進（jìn）行編程控製，調整機械手的（de）動作（zuò），輕鬆實現工件上下（xià）料的自動化，並提高易用性。目前推出的方案，隻能對隻有（yǒu）一兩個軸的（de）簡單機械手進行點到點動作控製，用於工件的搬（bān）運工作，不能進行軌跡的控製。

4. SIEMENS（西門（mén）子）

西門子此次參展的主題是“數字化企業——讓機床製造業更進一步（bù）”，數字化設（shè）計及生（shēng）產是其主要展示內容。

西門子係統機器人與機床（chuáng）集成解決方案有四（sì）種：

（1）機床與機器人各自有獨立的控（kòng）製係統，機器人編程（chéng）由機器人係統完成，機床係（xì）統內部集成（chéng）了便於與機器人通訊的PLC I/O通訊接口，能快速便捷地實現機器人和機床的連接。一般適用於機床工件上下料應用，支持所有品牌（pái）的機器人。828D、840Dsl係統（tǒng）均可滿足應用。

（2）機器人不帶自身的控製（zhì）係統，機床係統的SINUMERIKOperate直接完成機器人的操作編程，通過一個中間的（de）PLC向機（jī）器人發送指令，控製機器人動作。能實現一些簡單的（de）動作，一（yī）般適用於機床工件上下料應用，支持KUKA的機器人。828D、840Dsl係統都可（kě）滿足應用。

（3）機器人不帶自身的控製（zhì）係統，通過數字雙胞胎技術，在電腦上用CAM為機床和機器人編程，然後發送至機（jī）床控製係統，再通過中間處理器向（xiàng）機（jī）器人發（fā）送指令，控製機器（qì）人動作（zuò）。通過運動控製層連接，能實現連（lián）續軌跡（jì）和複雜的動作控製，精度較高，適用（yòng）於機床上下料和工件加工。支持KUKA、史陶比爾的機器人。隻有840Dsl係統可以滿足使用。

（4）無需機器人控製器和中間處理器，編程後直接由機床係統控製機器人動作，將機器人控製係統和機床控製係統完全合成一體，實現機器人運動（dòng）鏈全集成，能實現（xiàn）連續（xù）軌跡和（hé）複雜的動作控製，精度較高，適用（yòng）於機床上下料和工件加工。支持COMAU、MABI的機器人。隻有840Dsl係統可（kě）以滿足使用。

二、發展趨勢

機床與機器人高度集成（chéng）是本（běn）次展會（huì）的一大亮點（diǎn）和重（chóng）點。從（cóng）展會展品（pǐn）不難看出，當（dāng）前製造技術發展的趨勢是：提高自動化水平、廣（guǎng）泛應用數字化技術、采用網絡化管理、向（xiàng）智能化邁進。如何將機器人和機床高（gāo）度集成，降低機器人編程難度，或自動生成機器人程序，控製機器（qì）人自動工作等，是實現自動化、智能化生產的（de）新趨勢。在CIMT2021展會中，FANUC、三菱電機（jī）、SIEMENS、DMG MORI都（dōu）展出了機床與機器人高度集成的係統和方案。

提高機器人控製係統和機床係統的通訊性，甚至將機器人係統（tǒng）和機床係統集成在（zài）一起，可以節約成本，同時增強機器人和機床的溝通與協作能力，使集成方案更（gèng）加穩定可靠，這也是國內相關企（qǐ）業努力的方向之一。

加強工藝軟件包的開發勢在必行。現在客戶的需求不僅僅是一個好用的機器（qì）人，而是一套實用的解決方案，這往往（wǎng）涉及到相關（guān）領域的工藝問（wèn）題，需要開發如衝壓軟件（jiàn）包、焊接軟（ruǎn）件包、折彎軟件包等工藝軟件（jiàn）包，配合機床高效生（shēng）產。

為了提高生產線的自（zì）動化、智能化程（chéng）度，提高生產線的可靠性、穩定性，協調好機（jī）器人與周邊設備的動作，實現定（dìng）製（zhì）化（huà）生產等，生產管理係統和（hé）數字雙胞胎技術（shù），將是今後必然的發展趨勢。

作者：餘天榮（廣（guǎng）州數控設備有限公司（sī））

來源：協會工業（yè）機器人分會責編：黃韶娟設計推送：葉涵總審（shěn）：王黎明

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