首页 关于我们 新闻中心 解决方案 应用实例 客户服务 企业邮局
  公司新闻
  业界动态
  科普专栏
 
Robot Machine Tending在制造领域的应用
    智通机器人公司     2006-06-20

在工业制造领域,无论国内还是国外,各种自动化或半自动化的机械设备越来越广泛的应用在各种加工过程中。在使用这些设备时,存在许多不适合人工来做的工作,比如工件太重、工作环境危险、容易导致工人疲劳受伤等工作。Robot machine tending(以下简称RMT)是指使用机器人代替人工来操作其他机器工作的生产方式,在这种生产方式中,人只是起到辅助生产的作用,人的工作变得简单,从而可以降低人的劳动强度。RMT带来的生产效益有:

1.  快速、准确、安全的操作其他机械设备

2.  提高现有机械加工设备的使用率,最大限度发挥机械设备的使用潜能,提高设备利用率

3.  降低人工成本(包括人力费用、工伤、保险等)

4.  24小时不间断工作

5.  可从事人干不了的危险工作,比如压铸件的抓取等

 

RMT在技术上主要应用了机器人的柔性,能够模拟人的动作进行上下料。涉及到的主要技术内容包括:机器人技术;工件夹具设计;系统综合设计能力。

 

RMT是比简单的机器人搬运更复杂的应用,既搬运工件,又需要操作机械设备。典型工作方式如下:机器人从传送带或固定式工件架上抓取工件,移动工件到机械设备前,翻转工件,把工件放到机械设备的工件卡盘上并控制卡盘夹紧工件,机械设备开始加工工件,工件加工完后被机器人取走,放到传送带上送出或放到其他机械设备上进一步加工。在RMT应用中,一个机器人可以同时为几台机械设备上下料。

 

RMT在国外已经得到了广泛的应用,主要包括冲压、铸造、CNC这三个领域。根据机器人工业协会的统计,自从1960年第一台RMT机器人在北美应用以来,全世界已经有135000台机器人应用在RMT领域。在国内由于人力便宜,使用RMT的工厂较少,主要集中在一些大的自动化流水线内,如汽车冲压自动化生产线。

 

RMT在冲压过程中的应用

       RMT在冲压过程中的应用,叫做press tending。机器人在冲压上应用的优势还包括:机器人手臂可以深入冲压机内部抓取或移动冲压件;在冲压过程中可以将冲压件在不同的冲压位置间变换;还可以在冲压过程中根据需要将冲压件灵活的倾斜、翻转,使得冲压件满足冲压工艺的要求。

       Press tending要求冲压机必须能够和机器人协调工作,这对冲压机提出了一些要求,包括:冲压机具有自动运行模式;冲压机能够在外部信号的控制下进行冲压设备提升、开始冲压、设备急停等。有些满足不了这些要求的老式冲压机,可以通过加装PLC控制器来解决这个问题。

       下面列出了一些press tending的应用实例:

 

RMT在铸造过程中的应用

压铸工艺

压铸生产工艺图

低压铸造生产工艺图

机器人在铸造生产中的应用

机器人在铸造过程中可以应用的地方很多,包括制芯、铸造、清理、机加工、检验、表面处理等各工序中均可承担重要工作。在压铸生产中,机器人可以完成取件、镶件、喷脱模剂等作业。近年来,越来越多的后序处理工作使用机器人来完成,如机加工上下料、去毛刺、去飞边、清洗及表面处理等。

在欧美的铸造厂中机器人已经得到了广泛的应用,其生产效率和效益都很高。欧美厂商应用机器人一方面是为了提高效率和产品质量,另一方面是为了节约人力,降低成本。在国内市场,机器人在铸造过程中的应用只是刚刚起步,尤其是国内的中小铸件生产厂,机器人及其它辅助压铸机进行铸件生产的自动化设备应用较少。在国内铸造自动化程度较高的企业大都集中在汽车行业,如广州东风本田发动机有限公司轿车铝合金缸体压铸自动线,重庆长安汽车集团于2002年引进汽车发动机铝合金缸体全自动压铸生产线,上海乾通汽车附件公司引进3550吨全自动压铸生产线,长春一汽集团引进2700吨全自动压铸生产线,宜兴江旭铸造公司引进3200吨全自动压铸生产线,广东鸿图科技股份有限公司引进3000吨自动压铸机生产线等。

我国国内压铸行业现状

我国的汽车、摩托车、家用电器等行业每年都在高速增长,为压铸业提供了广阔的市场。另外我国目前已成为重要的铸件出口国,铸件出口量每年以21%的速度增长。近年来,我国年铸件产量都在1570万吨以上,压铸机年销售量近1800台,其中3000KN以下的中小压铸机占60%,多为国内厂商制造。随着压铸生产的迅速发展,一些特大型压铸企业集团开始出现,浙江万丰奥特集团下属六个铝车轮分公司,2003年共生产铝合金车轮 840万只,居亚洲之首;福建灿坤集团,以压铸工艺为基础的煎烤器、电熨斗、咖啡壶、烤箱、烤面包机、马达类电器等六大产品2002年产量合计4320万台,立足世界之林;重庆渝江压铸有限公司拥有1600吨等压铸机共80, 日产铝压铸件150余吨,年产能3万余吨;广东南海文压铸有限公司拥有1650吨等压铸机共 55台,工厂设施堪称一流,年压铸件产能2万余吨,产品 80%出口。

 

RMTCNC上的应用

RMTCNC上的应用在国外已经开始出现,主要解决工件自动上下料的问题,使得机床可以24小时不间断工作,大大提高了数控机床的使用率。在EMO2005展会上,DMG公司的GMC35 linear数控多轴自动车,配置了FMB公司的6轴机器人,进行上下料搬运工作;DMG的另一台新品DMC 635 V立式加工中心,配备两台FANUC工业机器人,一台机器人负责工件的上下料,另一台则负责工件在机床主轴上的装取;德国巨浪chiron公司展出了2台配备机器人的加工中心,DZ12KW配备的FANUC工业机器人,仅负责工件的上下料,DZ12KS配备了FANUC工业机器人,robot不仅要上料,还要将加工结束的工件送至ZEISS座标测量机测量,FLEXCELL DUO 08系统,就是工业机器人搬运系统,它安放在两台FZ 08 W立式加工中心之间,完成上下工序之间的工作搬运;德国OPS公司在切削机床和电火花机床间使用机器人自动搬运工件;德国ELHA公司的FM模块系列机床,机床的工作台与机床母体分离,机器人设置在工作台和机床之间,工件的上下料由机器人完成;瑞士KUMMER公司的k250正面车床,可以完成对回转体零件加工,ABB机器人在其中起到自动上下料的作用,它把毛坯放进主轴的弹簧夹头内,加工毕又将其取回。

由于CNC属于精密加工,当工件放到CNC上的加工位置时,为工件定位精度有很高的要求,所以即使在国外,在CNC上使用机器人上下料也不普遍。RMTCNC机床本身也提出了一些要求,数控系统不仅要能完成通常的加工功能,而且还应具备自动测量、自动换刀、自动更换主轴头(有时带坐标变换)、自动误差补偿、自动诊断、进线和联网功能,这样才能和RMT有效配合,实现批量工件自动CNC加工。

柔性制造系统(FMS)作为当前先进制造技术的发展方向,被越来越来的企业所推崇。FMS采用电脑控制和检测,只要输入不同的程序,各台机床就可以对不同工件进行不同工艺的加工,同时监测系统对不同的加工对象实施对应的监测标准,确保自动检测的质量。FMS主要由数控机床组成的加工系统、RMTAGV或自动物流设备、自动化仓库、系统电脑控制系统组成。根据美国哈佛商学院的调查,在多品种小批量的生产中,采用FMS后,生产过程中劳动量减少63%,产品生产周期缩短77%,节省劳动力50%,车间面积减少35%,总生产成本减少75%,因此FMS得到了各国的重视,其中发展最快的是日本,其次是美国。在现有的FMS中,真正实现完全电脑控制的几乎没有,大都是在一定程度上实现了FMS,比如由人而不是电脑控制FMS的运行。

      

配有RMTCNC机床