工业机器人助力“中国制造”向“中国智造”转变

中国传动网
2020-07-10

导读:机器人这一概念在很早以前就已经出现,不论是通过传统的电视机,还是通过互联网,人们对于机器人都已经有了一定的认识,并且一些简单的机器人已经运用在生活当中。由于工业机器人的技术优势,它被大量投入到智能制造中,应用于柔性生产线、恶劣生产环境及重复枯燥作业中,有效地降低了生产风险,提升了工业资源利用率,改善了劳动生产环节,实现了智能制造在生产安全与经济效益上的双丰收。


工业机器人助力“中国制造”向“中国智造”转变


在1990年4月,日本就已倡导“智能制造系统IMS”国际合作研究计划。当时,许多发达国家如美国、欧洲共同体、加拿大、澳大利亚等都参加了该项计划。而国内近几年才将智能制造在大范围应用在实际生产中。


我国智能制造步晚


我国在2015年,正式开始布局智能制造,工业和信息化部2015年公布的智能制造试点示范项目名单,共有46个项目入围,分布在21个省,覆盖了38个行业,涉及6个类别,覆盖面广,示范性强。


机器人替代人工是实现智能制造的基础


机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展趋势,是实现智能制造的基础,也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障,工业机器人将会成为智能制造中智能装备的代表。


在工业生产中,工业机器人可替代工人去完成高难度的工作,降低人工成本。同时,枯燥机械化操作容易使工人产生情绪,影响工作精度。工业机器人应用到智能制造中有很大的优势,机器人可以很好地持续保障工作的精度,提高产品生产质量。可见,在智能制造中,工业机器人的应用可提高产品质量、降低生产成本,制造企业可获得更高的生产效益。


工业机器人助力“中国制造”向“中国智造”转变


此外,在工业生产中,工业机器人可与不同数控机床连接,进行多种产品生产,为柔性生产线建设提供帮助。整个过程无需人工操作,工业机器人可24h进行工件生产,表现出生产效率高、产品精度高、一致性强等优势。


工业机器人在智能制造业中的应用


工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业,或是危险、恶劣环境下的作业,广泛应用于传统制造业,如采矿、冶金、石油、化学、船舶等领域。


在钢铁企业生产中,工业机器人可以大展身手。第一,自动拆捆机器人可自动测量捆带和卷边的位置,进行剪裁,并将捆带压缩为最小尺寸,运输至废料斗中。第二,自动取样机器人可以自动取出小车中的试样板,并在试样板上粘贴标签。有些流水线上还单独使用了自动贴标签机器人,自动完成标签的打印、拾取与粘贴操作。当然,最常见的还是无人化行车,通过计算机编程,可按照最短路线行驶,自动完成钢卷吊装、信息识别与存储等操作,实现准确定位、轻装轻卸。


工业机器人助力“中国制造”向“中国智造”转变


重要的焊接环节中,工业机器人配置相应的焊接工具,与传感器配合使用,可以自动完成车体焊接操作,不仅减少了人工焊接高风险的情况,而且和人工操作相比,焊接机器人作更为准确。另外,在外车喷漆环节,工业机器人配置相应的喷漆工具与程序,可保障外车喷漆的一致性,并在喷漆结束后完成涂胶操作,提高生产效率。最后,在整车装配环节,往往是最复杂的。人工装配精度低、效率低,在这一环节使用工业机器人,可根据内置程序规范装配汽车座椅、车窗、仪表等部件,保障装配的精度。


工业机器人如何助力智能制造


工业机器人在智能制造中的应用,可提高产品生产效益,建设柔性生产线,实现产品制造的智能化、高效化发展。为了增强工业机器人在智能制造中的应用,需加强人才培养、技术创新与性能优化等工作,加大工业机器人在智能制造中的应用广度与深度,推动智能制造的进一步发展。教育部门可进一步完善机器人等专业,加大教育经费投入。同时,企业需加强技术骨干的培养,定期组织技术人员到行业龙头企业及先进企业学习经验,掌握工业机器人要点,工结合生产实际,进行机器人的研发。


最后,还要加强性能优化,因为目前我国工业机器人在制造企业中的应用集中于运输、焊接等,性能相对比较单一。为扩大工业机器人应用广度,工业机器人需不断优化,结合智能制造相关企业的需求,实现机器人在生产线全覆盖,真正去实现智能制造。


在发达国家许多制造企业都在运用工业机器人进行作业。我国的工业机器人技术也在不断完善,这种技术颠覆了传统的制造模式,将"中国制造"向"中国智造"的方向进行了转变。此外机器人技术的市场潜力也十分巨大。



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【干货】工业机器人选型的四大注意事项
  随着制造产业的技术成熟发展与人类劳动力资源的更替,工业机器人已经从几年前的\"高大上\"自动化设备,发展成目前普及性的辅助设备。目前的阶段来说无论是从品牌价格、厂家服务、工厂技术人员储备等各个方面整个工业机器人行业都有相当的提升。对于选型的问题我们就各个企业在自动化投产计划阶段锁需要解疑的若干问题总结如下:     一、集成商     虽然机器人在工业自动化各个领域的应用已经比较常见。但是真正的能够把冷冰冰的机器人变成灵活可用的助力臂,还是需要比较专业的团队来进行仿真、安装、编程、示教等相对专业性的工作来实现使用需求。目前,国内部分投资机器人比较早的大中型企业以及具备一定的团队可以自行完成机器人安装调试的集成工作。但是,大部分的企业还是需要通过外部的团队来实现上述的工作内容。这个时候就必须考虑引进\"集成商\"队伍。通俗的说法也叫\"外包商\"。由于现在自动化行业发展迅速,相关领域对该行业投入比较积极,造成现在集成商参差不齐的现状。一些成熟的集成商自然不用多说,但是价格相对那些急于拓开市场的新集成商或者小集成商来说就比较高了,而部分企业考虑到投资以及关联公司的建设,不得不考虑采用小集成商,至于小集成商的选用若干建议如下:     1、集成商队伍资质:     优先考虑集成商的队伍由哪些人员组成。一些创业型的集成商不排除有个别大项目工作经验大咖。主导过一些耳熟能详的的自动化集成项目。这个是后续项目顺利的首要参考因素。反之,整个队伍都没有相关成熟的人员及阅历。项目的进展的麻烦可想而知;     2、集成商的抗风险能力:     集成商公司成立的时间,公司负责人的信誉度、资质都是必须考虑进入的。一些没有实战经验,靠\"雇佣军\"的形式承接项目。经常会出现项目瓶颈后撂挑子的现象。这个时候无论是从客户进度,还是资金浪费方面都是很大的风险因素。     二、机器人品牌     1、进口品牌     ABB、KUKA、FUNAC、YASKAWA,以上四个品牌为自动化行业目前习惯称呼为机器人\"四大家族\"。紧随其后的有NACHI、KAWSAKI、HAYUNDAI等进口品牌有后来者居上的趋势。     1.1、ABB为瑞典品牌,1994年进入中国市场,2005年在中国上海成立机器人分公司。主要为德系、欧系汽车厂提供涂装、搬运、焊接等机器人运用。以高精度、高质量、高价格为行业公认。目前行业内从业人士普遍奉为第一位机器人品牌;     1.2、KUKA为德国品牌,1996年进入中国市场,2000年在中国上海成立机器人分公司。2016年被国内家电巨头\"美的\"收购。前期客户定位与ABB类似,以欧美系外企为主。因原先的\"德国血统\"深受国内大部分企业追捧。业绩截止2018年之前都尚属较好的表现。后期中国的理念能否跟德国严谨科学完美结合,还有待市场进一步验证;     1.3、FUNAC日本品牌,工业自动化行业大名鼎鼎的\"发那科\"正是该品牌。1997年进入中国市场,并且在上海成立中国分公司。和上述2个欧系品牌最大的却别在于除了技术研发以外,其成立之初的决策层并非\"老外\"。真正的大股东\"上海电气集团\"决策了FANUC机器人在中国后面20年的异常迅猛的发展历程。目前大有稳坐国内机器人第一把交椅的意思;     1.4、YASKAWA日本品牌,\"安川\"是我们对他叫的比较顺口的叫法。1996年进入中国,与北京首钢以合资品牌的形象诞生\"莫托曼\"机器人。随后由于中日合作的理念问题,安川于1999年在上海成立\"安川中国\",并与后来的KUKA老板\"美的\"有过一段蜜月期。并且在后来为了业务拓展,分别同美的集团等其他企业的合资、合作的工作开展。目前行业公认四大家族排行老四;     1.5、NACHI日本品牌,\"那智\"日本一家老牌的靠工业材料基础成立的机器人公司。从最早的钢锯条为主要产品的,衍生出合金刀具、轴承、液压、齿轮加工中心以及最后的机器人。2008年进入中国市场,并在上海成立分公司。主要为丰田汽车、奇瑞汽车等提供汽车制造工业机器人;     1.6、KAWSAKI日本品牌,隶属\"川崎重工\"行业习惯称呼川崎机器人。2006年进入中国市场。主营丰田汽车生产线配套机器人,以及后续跟重庆政府合作的以租代售项目,拓展中国机器人商业模式的新样本;     1.7、HAYUNDAI韩国品牌,\"现代\"汽车后续衍生工业产品。2000年跟着当初江淮汽车、韩国现代汽车的\"瑞丰商用车\"项目来到中国。后续因国内投入问题,一直未能在中国有突破性的进展。在韩国本土以及世界机器人领域有一定地位;     1.8、其他机器人品牌上述7家机器人公司,目前在国内由于其产品线覆盖面广。业内人事通常认可的机器人品牌(通常指从1kg、2kg...1000kg等负载均有产品对应)厂家。其他品牌例如OTC、PANASONIC、EPSON等品牌,在某些特定行业应用也比较广泛和成熟,但其产品基本都定位的特殊行业,没有较宽的产品线覆盖。所以不作为大型机器人品牌厂家逐一阐述。     2、自主品牌     2000年以后,由于中国工业自动化行业爆发式的增长,国内部分嗅觉灵敏的厂家也通过技术引进、逆向研发等途径开始了自主机器人的发展道路。由于搭上了自动化行业高速发展的快车,相当一部分品牌取得了瞩目的成绩。由于诸多自主品牌如雨后春笋般脱颖而出,以下仅挑选部分品牌介绍,不一一罗列。     2.1、新松机器人自动化股份有限公司成立于2000年,隶属中国科学院。背靠大树好乘凉,后天再加上自己的努力,新松在国产机器人排名及口碑中都有不错的表现。2009年创业板首批企业也不是浪得虚名的。     2.2、埃夫特智能装备股份有限公司成立于2007年8月,总部安徽芜湖。是国内唯一一家通过大规模产业化应用而迈向研发制造的机器人公司(通过项目支撑机器人销售奠定的口碑和基础)。从最早的技术引进到后期的自主研发,埃夫特也算一路顺风的飙在机器人高速公路上。     2.3、上海新时达机器人有限公司,隶属上海新时达电气股份有限公司的全资子公司。新时达是国内机器人产业布局高度完备的企业,成立于2014年。相比一些老牌点的自主品牌起步差不多晚了十年左右时间。后期通过并购等系列运作,立志\"把全球领先的德国机器人技术引入中国\",就这个口号值得为其鼓掌吧。     2.4、埃斯顿机器人公司隶属南京埃斯顿自动化股份有限公司。创立于2010年。2015年3月,埃斯顿自动化在深圳证券交易所正式挂牌上市,成为中国拥有完全自主核心技术的国产机器人主流上市公司之一。埃斯顿一帮\"海龟\"也是埃斯顿拿得出手的王牌。其在国内伺服驱动领域的研发,远远的走在同行之前,且走得步步为营。     2.5、广州数控设备有限公司成立于1991年,2008年开始推出市场工业机器人。在行业内曾有\"北新松,南广数\"的说法。广州数控还需要市场的更深一步验证,说不准哪天,不跟新松比,用一句中国的FUNAC应该更贴切点吧。     2.6、其他尚有一定知名度的机器人品牌,例如有\"配天\"、\"起帆\"、\"华中数控\"等等还在研发、集成等领域奋战的品牌。也不乏\"欢颜\"、\"伯朗特\"异军突起的品牌。总之,大家都在为中国自动化产业革命贡献自己的努力和辛勤!     三、机器人配置     1、机器人硬件     机器人行业通常有\"裸机\"的说法。所谓的裸机通常是指仅有机器人本体及一套控制装置。到货后的机器人通电可动。具体实现焊接、搬运以及PLC通讯联网等其他功能的拓展都不属于裸机的配置内容。     1.1、机器人手臂裸机的基础配置。通常常见的四轴、六轴机器人,部分特殊机型有七轴,甚至八轴的机器人手臂,一眼望去即可确认;     1.2、控制柜裸机的基础配置。通过动力线和信号线连接机器人手臂,给机器人手臂提供动力,并通过一些列算法控制信号给机器人手臂马达的传输,控制手臂的动作方向、速度。并监控和记录机器人各项工作参数;     1.3、示教器裸机的基础配置。类似手持平板,通过线缆连接控制柜,给控制柜录入和修改参数,机器人程序编辑等。主流的都是触摸屏+实体按键操作。类似电脑键盘作用;     1.4、附属工具校零工具、定位销等,这些东西,由于目前市场竞争白热化,在某些品牌中已经不属于裸机标配了。在前期选型中是需要提前考虑到的,否则不排除后期安装调试中带来不小的麻烦;     1.5、通讯办卡由于国内这些年自动化行业的发展参考了欧美的、日韩的,现在总线通讯已经作为大多数现代化工厂的标配。但是这个往往在很多机器人品牌配置中不是裸机包含的标配,或者配置不完整。客户在选型时候,务必要搞清楚自己的PLC通讯端口,并跟品牌商确定好通讯办卡的配置及成本。     2、机器人软件     看得到的硬件,看不到的软件。国人在软件方面的亏吃了一波又一波。但是仍然有人记吃不记打,在选型过程中会忽略软件配置。良心的品牌会在出厂免费给你开放较多的软件包。另外一些有心思的品牌则闭口不提软件包这个事。当后期客户需要调用软件包的时候才发现需要底层密码。当然,这个密码厂家是不会随便告诉客户的。那么就需要客户支付不菲的一笔人工费用来开启相关软件包,或者部分功能包。     四、售后服务     1、合同约定合同约定售后,往往是很多客户技术人员选型时候最容易忽略的商务问题。机器人目前还是一个比较强势的上游设备。部分品牌厂家对待客户跟常见的设备,易替换的设备厂家态度是不同的。前期交流直到签约前都是毕恭毕敬的。但是,真的到后期使用中的很多问题,不写进合同的后果,就是掏钱交学费;     2、后期付费在选择机器人品牌的时候,由于现在行业竞争因素,大家销售价格都会压的很低。后期付费项目,是客户在选择前期不得不慎重考虑进去重要因素。例如配件价格、售后人员支持单价(以天为单位)。行业内,欧美、日韩、自主的价格差异,往往会令人咂舌,不得不考虑在前头。
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CNC机床可提供用于切割各种零件的高性能水平,并且通常可以长期运行。像任何机械一样,为确保CNC机器使用寿命更长并保持其准确性,必须定期提供服务。下面一起来了解一下该如何维护保养CNC机床。     日常护理   尽管在需要时可以从相关公司购买CNC机床很容易,但是您可以通过精心维护来确保现有的CNC机床使用寿命更长。这意味着要进行定期检查。   需要日常例行维护程序,以确保不会因简单的错误(例如阻塞,空气供应不良以及无法补充润滑油)而降低生产率。   数控机床操作员的日常维护程序应包括:   检查液压油以确保它们处于正确的高度。   检查液压以确保其处于正确的水平。   检查压力是否在正确的操作水平上。   确保冷却系统的冷却单元处于适当的运行水平。   确保润滑油水平正确,并在需要时进行补充。   从锅中取出清洁芯片。   清洁机器的窗户和门。   擦拭不锈钢盖并用液压油润滑它们,以使它们平稳移动。   每三个月执行一次维护和检查   每三个月,您应该检查并润滑切屑输送机的链条。您还应该对冷却液箱的过滤器执行相同的操作。   维护和检查,您需要每六个月执行一次,每年两次,您需要检查储气罐,泵,冷却液箱和排油口是否工作正常。您还需要清洁它们。不要忽视这些事情的重要性。   例如,您的冷却液箱可能会随着时间的推移而收集污泥。如果不定期清洁,可能会降低水箱的冷却液容量。它甚至可能影响冷却液的纯度,并损害主轴的性能。   为防止此类情况发生,请至少每六个月完成以下操作:   清洁冷却液箱中的污泥,机油和碎屑。   清洁散热器,并确保散热器的散热片是直的且未损坏。   取下并清洁机器的卡盘和钳口。   检查CNC机床的水平度,并根据需要进行调整。   排干并清洁润滑装置,并添加新鲜的润滑剂。   排空液压油箱并用新鲜的液压油代替油。同时更换吸滤器和管路吸滤器。   排空并重新装满冷却单元。   每年执行一次的维护和检查   CNC机床的轴数越多,保持对准和校准就越重要。   对于像五轴加工中心这样的复杂机床,您需要每年检查机床床,主轴润滑系统和液压系统的状态。您还应该测试机器的精度和机床水平。   无论您使用哪种类型的CNC机床,都需要每年检查一次,以检查其水平度,功能和准确性。这些事情需要由专业人员来完成,因此,如果您或您的工人不具备全面的知识,则可能需要请经过认证的工程师。   为了使您的CNC机床处于最佳状态,请每年执行以下操作:   检查主轴是否存在径向和末端游隙问题。   检查尾座是否有主轴功能和未对准。   检查卡盘油缸是否用完。   检查主轴箱是否有损坏或错位。   检查刀塔的平行度和倾斜度。   检查整个机器是否漏油和漏气。   通过执行定期维护和检查,可以使CNC机器保持良好的运行状态,以确保其准确性,功能性和寿命。
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关于数控机床坐标系,你了解多少?
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数控机床就是在数字控制下,能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。     一、笛卡尔直角坐标系   数控机床的坐标系按国际标准化组织标准规定为右手直角笛卡尔坐标系,如下图所示。   1、伸出右手的大拇指、食指和中指,并互为90°。则大拇指代表X坐标,食指代表Y坐标,中指代表Z坐标。   2、大拇指的指向为X坐标的正方向,食指的指向为Y坐标的正方向,中指的指向为Z坐标的正方向。   3、围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示,根据右手螺旋定则,大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向,则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。   二、 数控车床坐标系   (一) 坐标轴及其运动方向   1、机床相对运动的规定   在机床上,我们始终认为工件静止,而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下,就可以依据零件图样,确定机床的加工过程。   2、机床坐标系的规定   标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。   在数控机床上,机床的动作是由数控装置来控制的,为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动,必须先确定机床上运动的位移和运动的方向,这就需要通过坐标系来实现,这个坐标系被称之为机床坐标系。   3、运动方向的规定   增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向,刀具切入工件的方向为负方向。下图为数控车床上两个运动的正方向。   4、坐标轴方向的确定   (1)Z坐标   Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的,即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标,Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。   (2)X坐标   X坐标平行于工件的装夹平面,一般在水平面内。确定X轴的方向时,要考虑两种情况:   1)如果工件做旋转运动,则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。   2)如果刀具做旋转运动,则分为两种情况: Z坐标水平时,观察者沿刀具主轴向工件看时,+X运动方向指向右方;Z坐标垂直时,观察者面对刀具主轴向立柱看时,+X运动方向指向右方。 下图所示为数控车床的X坐标。     (3)Y坐标   在确定X、Z坐标的正方向后,可以用根据X和Z坐标的方向,按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。     三、机床坐标系和工件坐标系   (一)机床坐标系原点 是指在机床上设置的一个固定点。它在机床装配、调试时就已确定下来,是数控机床进行加工运动的基准参考点。   (1)数控车床的原点在数控车床上,机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时,通过设置参数的方法,也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。   (2)机床参考点:机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。   机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的,坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。   通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的;而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。下图为数控车床的参考点与机床原点。     (二)工件坐标系   编程人员在编程时设定的坐标系,也称为编程坐标系。   工件坐标系的原点就是工件原点,也叫做工件零点。与机床坐标系不同,工件坐标系是人为设定的。     选择工件坐标系的原点的一般原则是:   a.尽量选在工件图样的基准上,便于计算,减少错误,以利于编程。   b.尽量选在尺寸精度高,粗糙度值低的工件表面上,以提高被加工件的加工精度。   c.要便于测量和检验。   d.对于对称的工件,最好选在工件的对称中心上。   e.对于一般零件,选在工件外轮廓的某一角上。   f.Z轴方向的原点,一般设在工件表面。   文章来源:网络    
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2021-07-30
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