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六軸機器人在金屬加工行業的應用

儀表下游 2019年10月22日 15:30:07 來源:高工機器人網人氣:18332
  【儀表網 儀表下游】汽車行業過去一直是機器人應用主要領域,隨著自動化需求的提升,工業機器人應用得到更大的拓展,除傳統的焊接應用外,機器人在機床上下料、物料搬運碼垛、打磨、噴涂、裝配等領域也得到了廣泛應用。金屬成形機床是機床工具的重要組成部分,成形加工通常與高勞動強度,噪聲污染,金屬粉塵等聯系在一起,有時處于高溫高濕甚至有污染的環境中,工作簡單枯燥,企業招人困難。工業機器人與成形機床集成,不僅可以解決企業用人問題,同時也能提高加工效率和安全性,提升加工精度,具有很大的發展空間。
 
  數控折彎機集成應用: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,機器人配置真空吸盤,磁力分張上料架、定位臺、下料臺、翻轉架形成折彎單元。二是機器人與激光設備或數控轉臺沖床、工業機器人行走軸,板料傳輸線,定位臺,真空吸盤抓手形成的板材柔性加工線。
 
  壓力機沖壓集成應用:機器人與壓力機沖壓集成應用主要有兩種方式,一是單臺機器人沖壓上下料:通過機器人將板料從拆垛臺移送到定位臺,定位后再移送到壓力機模具中實施沖壓,沖壓結束后,通過機器人取料放入堆垛臺,實現單臺壓力機機器人自動上下料。二是機器人沖壓連線:通過多臺機器人在多臺壓力機之間建立沖壓連線。根據加工工件成形工藝要求,需要在多臺壓力機配合加工,整條生產線由拆垛機器人,上料機器人、壓力機之間傳輸搬運機器人,尾線機器人組成。與直線坐標的機械手相比,采用六軸機器人更有柔性,對模具沒有等高要求,容易集成。
 
  熱模鍛集成應用:熱模鍛生產線通常由兩臺模鍛壓機組成,一臺用于沖壓,另一臺用于切邊。熱模鍛機器人集成應用通常配置兩臺機器人,一臺負責將中頻爐處理后的高溫物料移送給沖壓成形模鍛壓機,另一臺負責從沖壓成形模鍛壓機取料后移送到另一臺模鍛壓機進行切邊。為防止高溫沖壓工件粘住模具,需要每次沖壓后對模具進行石墨潤滑,潤滑可以由機器人完成,也可以采用專門機構實現。由于鍛造是高溫高濕且又有石墨潤滑帶來的惡劣環境,特別要注意機器人的防護工作以及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后道工序,機器人焊接有電阻焊和弧焊兩種類型,焊接機器人應用占整個機器人應用的45%以上。弧焊應用是以機器人為核心,配置焊機、送絲機、焊槍、工裝夾具等組成焊接工作站。電阻焊應用是以機器人為核心,配置點焊槍、焊接控制器、水氣單元、管線包、工裝夾具等組成點焊工作站。
 
  機器人與機床集成應用:在與機床的集成應用中,工業機器人的具體應用形式還在不斷發掘和創新當中。由于工業機器人在原理和結構上與數控機床有很多相似之處,都是由數控系統控制、伺服電機驅動,實現位置移動的自動裝置,因此機床制造企業在工業機器人的研制上具有相當的優勢。因此,國內外有不少機器人制造企業都有機床制造的根底。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術的不斷完善,各種自動檢測、動態補償技術的成熟,機床技術的發展已經進入智能化新階段,機器人的加入只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;操作性和可重復性比自然人高;工傷的可能性大為減少;可長時間連續工作,而沒有情緒問題和情感需求,等等。
 
  目前機器人與機床集成應用的主要形式:在焊接、搬運、碼垛、裝配等大多數應用領域里,工業機器人是作為主機使用的。與此不同,與機床配套的機器人一般是作為輔機來發揮作用的。當前具體的應用形式主要有:
 
  (1)單機上下料
 
  單機上下料是機器人在機床上典型和成熟的應用。它比人工上下料更準確、迅速、安全。對生產批量大、加工時間短的中小零件加工,或需吊裝的笨重工件而言,機器人上下料的優勢特別明顯。
 
  機器人與機床的結構關系分為機器人安裝于機床外部和與機床構成一體兩種形式。安裝于機床外部的機器人,又分為固定式、移動式和架式等類型。
 
  (2)機器人與機床組成柔性生產線
 
  由機器人承擔工件的工序轉換工作,與若干臺機床組成柔性生產線,是一種比單機上下料更為復雜也更有價值的一種應用。在當前工業轉型升級過程中,市場需求越來越旺盛。
 
  在這種應用場合下,機床布局取決于工藝路線和現場條件等因素。常見的有L型、U型和直線型、對面布置等形式,其中三臺數控機床構成U型的布局,由一臺機器人在場地中間進行工件轉換,這種布局十分緊湊。
 
  (3)與機床共同完成加工工藝過程
 
  機器人夾持工件在沖剪、折彎機上實現加工操作,不僅是簡單的上下料,而是替代了所有原來的人工作業。這比人工操作現加準確和快速,從而提高了產品質量和生產效率。尤其是徹底解決了沖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。甚至于可以讓機器人直接夾持切削工具,對工件進行打孔、攻絲、鉚接,也可以進行切削加工。在這種情形下,機器人本身就是一臺機床。
 
  具備視覺、觸覺的機器人可以用于組裝、零件分選等復雜工序,即使是上下料,也可以不用帶有定位裝置的專用工位器具。
 
  給機器人裝備特殊手爪,可用于高溫環境下作業的鑄造、鍛造機械,完成取鐵水、澆注、上下熱毛坯、更換熱態的模具等人工難以直接完成的工作。
 
  的專業展覽會是反映一個行業總體情況和技術趨勢的佳窗口。形成這種快速發展趨勢的原因,固然與我國工業轉型升級帶來的和催化作用、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素有很大關系,但同時工業機器人又是一種高柔性的通用自動化裝置,它的應用場合和功能具有無限的拓展空間。
 
  機器人目前已經是先進制造技術和自動化裝備的典型代表,智能化工業裝備已經成為全球制造業升級轉型的基礎。工業機器人與數控機床集成應用,使智能制造與數字化車間、智能工廠從概念走向現實。
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