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　　幾十年來，機(jī)床始終處在不斷更新當(dāng)中，制造工作效率也在穩(wěn)步提高。但在前段時(shí)間一兩年里，勞動(dòng)制造率的提高受了阻礙，這是即使Escrow的工作臺(tái)流程，比如裝運(yùn)和倉儲(chǔ)等，并沒有以相近的速度在快速增長(zhǎng)。在整體勞動(dòng)制造率提高各方面，機(jī)床設(shè)備的智能化裝運(yùn)和鉆孔運(yùn)載是兩個(gè)必定的發(fā)展緩慢各個(gè)環(huán)節(jié)。

自世界機(jī)器人報(bào)道發(fā)布年來，有關(guān)愈來愈多的機(jī)器人將會(huì)進(jìn)入到工人隊(duì)伍中去并在若干年后與工人們一起確定制造規(guī)劃的信息早已眾所周知了。盡管人們對(duì)于兩位數(shù)百分比的快速增長(zhǎng)速度早已不會(huì)感到驚訝，但是智能化技術(shù)仍然是制造應(yīng)用領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力。從2015～2019年這段時(shí)間里，機(jī)器人行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展通道。根據(jù)IFR的數(shù)據(jù)，到2019年為止，全球資金投入使用的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量將會(huì)快速增長(zhǎng)到大約290萬部，比創(chuàng)紀(jì)錄的2015年大約增加了100萬部。

　　一種智能化技術(shù)方案的機(jī)器人

　　工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、協(xié)助機(jī)器人和類人機(jī)器人的曝光率愈來愈高。現(xiàn)在機(jī)器人也可作為機(jī)床應(yīng)用領(lǐng)域的直接的智能化技術(shù)方案而存在。雖然機(jī)床的智能化技術(shù)絕非是兩個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域，但是在前段時(shí)間兩屆的AMB展覽會(huì)上它還是成為了一顆耀眼的新星。Mazak、Schuler、Vollmer、Trumpf、Matsuura和DMGMORI等均是消費(fèi)市場(chǎng)上的知名品牌，無一例外地強(qiáng)化了把智能化技術(shù)軟件系統(tǒng)到其各自產(chǎn)品里的力度。

但是，使用者的此種明確要求也絕非是在前段時(shí)間兩屆AMB展覽會(huì)上才提出的。恰恰相反，因而種熱門展示幾乎令人產(chǎn)生某種疑惑，即此種對(duì)機(jī)床設(shè)備智能化技術(shù)越來越高的關(guān)注度似乎來得太晚了。

　　“幾十年來，機(jī)床始終處在不斷更新當(dāng)中，制造工作效率也在穩(wěn)步提高。但在前段時(shí)間一兩年里，勞動(dòng)制造率的提高受了阻礙，這是即使Escrow的工作臺(tái)流程，比如裝運(yùn)和倉儲(chǔ)等，并沒有以相近的速度在快速增長(zhǎng)。在整體勞動(dòng)制造率提高各方面，機(jī)床設(shè)備的智能化裝運(yùn)和鉆孔運(yùn)載是兩個(gè)必定的發(fā)展緩慢各個(gè)環(huán)節(jié)。”Fraunhofer哈恩制造工程與智能化公司（IPA）的機(jī)器人與輔助控制系統(tǒng)職能部門的項(xiàng)目副經(jīng)理UlrichSchneider這樣描述機(jī)床與其環(huán)境之間的發(fā)展差距。

產(chǎn)品愈來愈受消費(fèi)市場(chǎng)追捧，由此也如上所述智能化機(jī)床技術(shù)的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。kuka公司是一家機(jī)器人與設(shè)備及控制系統(tǒng)技術(shù)的供應(yīng)廠商。“多年年來，Kuka公司在機(jī)床智能化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的年快速增長(zhǎng)率達(dá)至了50%，而我們這才算是剛剛開始。在許多制造各個(gè)環(huán)節(jié)中還隱藏著能夠提高勞動(dòng)制造率而未被利用的發(fā)展?jié)摿ΑC(jī)床制造廠商把握住此種行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)并與他們強(qiáng)化了密切合作，以便能夠向使用者提供更多全套技術(shù)方案。”Kuka公司機(jī)床智能化消費(fèi)市場(chǎng)副經(jīng)理AndreasSchuhbauer說道。

　　MazakIntegrex型機(jī)床上的Kuka機(jī)器人

能反映出此種技術(shù)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的是，機(jī)床設(shè)備制造廠商Mazak公司在AMB展覽會(huì)上首次展出了與Kuka公司的密切合作豐碩成果。這項(xiàng)技術(shù)豐碩成果源于該公司的使用者對(duì)一種整體技術(shù)化解方案的明確要求，它在特性數(shù)據(jù)各方面能與MazakIntegrex-i系列產(chǎn)品機(jī)床產(chǎn)品達(dá)至極好的匹配。自19世紀(jì)70年代年來，Mazak公司在制造智能化技術(shù)各方面早已擁有很強(qiáng)的實(shí)力并可提供更多成熟的智能化控制系統(tǒng)產(chǎn)品，比如針對(duì)加工中心的Palletech控制系統(tǒng)產(chǎn)品。在新的全自動(dòng)技術(shù)方案上，Kuka公司能為MazakIntegrex-i系列產(chǎn)品設(shè)備提供更多硬件，在Mazak公司自己的設(shè)計(jì)職能部門里能編制出制造程序和接口與流程程序。

“帶有機(jī)器人的Integrex技術(shù)方案的兩個(gè)特點(diǎn)便是極好的穩(wěn)定性。Integrex系列產(chǎn)品設(shè)備以其對(duì)鉆孔的全能加工能力展示出極大的穩(wěn)定性并達(dá)至很高的質(zhì)量水平，即使是小批量制造，亦是如此，因而很適合于今天的制造明確要求。他們?cè)谶@各方面看到了很明顯的快速增長(zhǎng)發(fā)展?jié)摿Γ⒂?015年與在瑞典新成立的設(shè)計(jì)職能部門一起擴(kuò)展了他們的能力，來配合此類技術(shù)化解方案。”YamazakiMazak德國公司消費(fèi)市場(chǎng)營銷副經(jīng)理JohannesBurkart解釋說。通過Mazak機(jī)床設(shè)備與機(jī)器人的結(jié)合使用，能生成兩個(gè)完整的技術(shù)包，即使機(jī)器人不僅能撿拾鉆孔，同時(shí)也能被擴(kuò)展到對(duì)的撿拾上。

　　500)this.width=500" border=0 alt="" src="://.mmsonline.cn/resupload/00000000000000000002/008001/1502428636609_1.jpg" align=center>

　　軟件系統(tǒng)在MazakIntegrex設(shè)備上的Kuka機(jī)器人不僅可承接鉆孔傳送任務(wù)，同時(shí)也可擴(kuò)展到對(duì)撿拾的機(jī)能

此外，在機(jī)器人服務(wù)站里還能加裝各種各樣的特殊機(jī)能，比如加裝兩個(gè)光學(xué)或激光控制系統(tǒng)或兩個(gè)去科紫麻的加工站。

智能化技術(shù)也常常會(huì)牽涉到兩個(gè)生產(chǎn)成本的問題。“當(dāng)然，機(jī)器人服務(wù)站的投資生產(chǎn)成本對(duì)于機(jī)床來說可能會(huì)翻倍，因而許多最終使用者在過去常常會(huì)不愿意在智能化技術(shù)上進(jìn)行資金投入。但是，消費(fèi)市場(chǎng)上存在著對(duì)供貨期更短和加工批量更小等各方面的明確要求，加上企業(yè)加班費(fèi)與倉儲(chǔ)生產(chǎn)成本的日益快速增長(zhǎng)，這使得愈來愈多的使用者相信在智能化技術(shù)上資金投入的必要性。由于機(jī)床的利用率得到了提高，因而在智能化技術(shù)上的投資常常可在不到兩年的時(shí)間里得到回收。”Schuhbauer為尚未作出決定的企業(yè)做說服工作。他表示：“當(dāng)所加工的部件品種繁多時(shí)，使用機(jī)器人就是劃算的。這是即使機(jī)器人能有效利用制造輔助時(shí)間并可實(shí)施鏜孔、梳刷和去科紫麻等項(xiàng)工作，以實(shí)現(xiàn)比手工工作臺(tái)更高的質(zhì)量。同時(shí)，機(jī)器人還能協(xié)助機(jī)床工作，這樣能提高機(jī)床的產(chǎn)量，并由此縮短設(shè)備的投資回收期，有時(shí)能縮短至一年以內(nèi)。”Kuka公司則屬于少數(shù)幾家既能從機(jī)器人的專有技術(shù)，也能從控制系統(tǒng)與設(shè)備專有技術(shù)中獲利的企業(yè)之一。企業(yè)內(nèi)部各職能部門的緊密密切合作闡明了機(jī)床智能化應(yīng)用領(lǐng)域的兩個(gè)例子，即KukaSystems職能部門的Flexfellow型機(jī)床和KukaRobotics職能部門的LBRiiwa型機(jī)器人對(duì)KukaIndustries職能部門的摩擦焊接設(shè)備進(jìn)行裝料和卸料。

　　在Merz機(jī)床制造廠里，一臺(tái)KukaKR-Fortec型機(jī)器人能連接四臺(tái)加工中心

如同所有的技術(shù)整合一樣，自動(dòng)化機(jī)床也提出了有關(guān)合適的接口和界面各方面的問題。“機(jī)床智能化的最大障礙在于與現(xiàn)有設(shè)備的相互對(duì)接。在現(xiàn)有的機(jī)床上加裝智能化技術(shù)裝備常常會(huì)因缺少軟件界面和因特殊匹配造價(jià)高等問題而遭受失敗。特別是在板材加工各方面，機(jī)床的使用壽命很長(zhǎng)，而與之匹配的采用現(xiàn)有技術(shù)工藝的其他輔助設(shè)備則相反。接口問題常常成為設(shè)備進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)時(shí)的一種障礙。在數(shù)據(jù)流和材料流各方面均缺少能使智能化技術(shù)方案在無需特別匹配情況下即可實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。”IPA公司的Schneider明確地說道。

把機(jī)器人與機(jī)床相連接的做法在日本的fanuc公司那里的應(yīng)用似乎更接近于成功，即使它早已設(shè)立了相應(yīng)成熟的且標(biāo)準(zhǔn)化了的連接界面。因而，這家CNC控制系統(tǒng)、機(jī)器人和制造設(shè)備的制造廠商卓有成效地成為了工廠整體智能化技術(shù)各方面的密切合作伙伴。

　　通過簡(jiǎn)單的IO連接，F(xiàn)anuc-CNC設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)與Fanuc機(jī)器人相對(duì)接。對(duì)此，只要采用安全的插頭連接方式，其他設(shè)備均可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。通過機(jī)床與機(jī)器人的此類關(guān)聯(lián)方式，能在CNC機(jī)床的操作界面上直接查看機(jī)器人的工作狀態(tài)，或者相反：即使有了此種“簡(jiǎn)單連接”的機(jī)能，能通過機(jī)器人控制控制系統(tǒng)上的i-Pendant手動(dòng)操控儀來查詢CNC機(jī)床數(shù)據(jù)。通過IO鏈接方式實(shí)現(xiàn)I/O信號(hào)交換，通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，由此即可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的設(shè)備組合和有意義的設(shè)備對(duì)接，比如機(jī)器人與機(jī)床的對(duì)接。

前段時(shí)間，F(xiàn)anuc公司機(jī)器人擁有了兩個(gè)FL-Net接口和兩個(gè)以太網(wǎng)接口，由此能毫無問題地實(shí)現(xiàn)與上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接。這對(duì)于較大型的機(jī)床來說很有意義，即使將會(huì)有多臺(tái)CNC機(jī)床與機(jī)器人相互通信。

　　一旦Fanuc-CNC與Fanuc機(jī)器人相連接，即可在CNC控制控制系統(tǒng)的操作界面上查詢機(jī)器人的工作狀態(tài)，反之亦可，即使Easyconnection機(jī)能也允許通過機(jī)器人控制控制系統(tǒng)來對(duì)CNC數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢

為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化對(duì)機(jī)床和機(jī)器人控制系統(tǒng)的操作，F(xiàn)anuc公司開發(fā)出了RobotConnection（機(jī)器人連接）機(jī)能。一旦機(jī)器人被設(shè)立到整個(gè)控制系統(tǒng)里去的話，機(jī)床操作人員即可利用這個(gè)機(jī)能在CNC控制控制系統(tǒng)里調(diào)出兩個(gè)能夠向他提供更多有關(guān)機(jī)器人狀態(tài)的所有重要信息（如維護(hù)任務(wù)或警報(bào)信息）的菜單來。他還能選擇程序，并對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，而無須通過單獨(dú)的控制控制系統(tǒng)去操作機(jī)器人。

　　在機(jī)床智能化技術(shù)各方面，除了接口匹配問題之外，被納入到連接范圍之內(nèi)的所有零部件之間的最佳協(xié)調(diào)也是非常重要的。自20世紀(jì)80年代年來，機(jī)床制造廠商Vollmer公司就早已在從事智能化設(shè)備之間相互協(xié)調(diào)的工作。

大約20年年來，ND系列產(chǎn)品機(jī)器人控制系統(tǒng)就早已資金投入使用。通過此類裝料控制系統(tǒng)，使用者不僅能提高勞動(dòng)制造率，同時(shí)還能對(duì)諸如專業(yè)人員短缺等問題作出反應(yīng)。Vollmer公司以其Vgrind360型設(shè)備在上屆AMB展覽會(huì)上展出了針對(duì)智能化機(jī)床的新的技術(shù)化解方案。“Vollmer公司的技術(shù)開發(fā)同他們與使用者的溝通和對(duì)話緊密相連。Vgrind360型設(shè)備智能化的思路就是來源于這類對(duì)話。然后他們把對(duì)話的結(jié)果與他們的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來。現(xiàn)在有了Vgrind360型設(shè)備，制造廠商即可對(duì)日益快速增長(zhǎng)的硬金屬的需求作出反應(yīng)并可實(shí)現(xiàn)連續(xù)制造，可達(dá)至很高的制造產(chǎn)量。”Vollmer公司總副經(jīng)理StefanBrand博士說道。針對(duì)加工上的操作簡(jiǎn)便化、運(yùn)刀路徑精確化和位置閉鎖穩(wěn)定化的問題，該公司能將其在線切割設(shè)備上的工作經(jīng)驗(yàn)納入到智能化技術(shù)里來。在線切割設(shè)備上，各部分之間的相互協(xié)調(diào)需要達(dá)至微米級(jí)的精度。此種技術(shù)工藝可直接被整合到Vgrind360型機(jī)床設(shè)備的研發(fā)上來。

　　減輕專業(yè)人員的工作負(fù)擔(dān)

Schuler在AMB展覽會(huì)上也介紹了其在智能化應(yīng)用領(lǐng)域里的多年工作經(jīng)驗(yàn)。作為L(zhǎng)oadMaster裝料控制系統(tǒng)的兩個(gè)擴(kuò)展，該企業(yè)推出了LoadMasterAssist機(jī)器人裝置。“智能化程度越高，則制造工作效率也就越高，尤其是對(duì)于那些采用LoadMaster裝料控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)鏈接的機(jī)床設(shè)備來說，更為如此。LoadMasterAssist機(jī)器人操作間作為托盤與貨物載體的裝料控制系統(tǒng)的兩個(gè)機(jī)能擴(kuò)展，承接了以往設(shè)備操作人員所承擔(dān)的任務(wù)。”Schuler公司產(chǎn)品副經(jīng)理AlexanderHergl說道。由此能減輕專業(yè)人員的工作負(fù)荷，使之能處理其他任務(wù)。

Trumpf公司也意識(shí)到機(jī)床設(shè)備智能化是引領(lǐng)未來的兩個(gè)話題，并委托IPA公司通過密切合作的方式對(duì)相關(guān)技術(shù)和方案進(jìn)行開發(fā)。“開發(fā)的目標(biāo)便是機(jī)床設(shè)備在信息流和物料流各方面的全自動(dòng)連接。為了能夠在板材加工中對(duì)繁雜而多樣的制造環(huán)境提供更多有效的技術(shù)化解方案，Trumpf公司和IPA公司也對(duì)部分智能化的過渡性技術(shù)方案進(jìn)行了探索，即操作人員在其工作中能通過信息連接而獲得支持，現(xiàn)有的制造流程在無需昂貴的智能化技術(shù)的情況下也能得到改善。”IPA公司的Schneider如是說。兩家公司的密切合作期限為五年。除了直接密切合作的方式之外，對(duì)公共資助的研究項(xiàng)目框架內(nèi)的協(xié)作也進(jìn)行了探討。IfW公司也在積極探索智能化機(jī)床應(yīng)用領(lǐng)域的課題，既有基礎(chǔ)性的各方面，也有與工業(yè)口密切合作伙伴直接密切合作的各方面，比如機(jī)床制造企業(yè)和機(jī)器人制造企業(yè)、撿拾裝置供應(yīng)商和設(shè)備使用單位等。如果說從最初看來還缺少合適的連接界面和需要較高的投資生產(chǎn)成本這些因素成為了最大的障礙的話，在Kuka公司Schuhbauer看來，其實(shí)還存在著其他一些障礙。最大的挑戰(zhàn)在于各個(gè)項(xiàng)目密切合作伙伴之間的工作協(xié)調(diào)。在項(xiàng)目初期常常還不太清楚必須要做哪些工作，而當(dāng)項(xiàng)目行將結(jié)束時(shí)卻不再有很多時(shí)間來完成設(shè)備配備和測(cè)試了。

　　通過技術(shù)優(yōu)勢(shì)來說服使用者

為了減輕項(xiàng)目密切合作單位的工作強(qiáng)度，Kuka公司參與了VDW工作組的通用接口規(guī)范化工作。Kuka公司自己的技術(shù)包（如ready2grip）應(yīng)該也能為使用者贏得更多時(shí)間，即在Kuka公司那里的軟件系統(tǒng)商能直接訂購帶有抓爪的機(jī)器人，而機(jī)器人設(shè)備運(yùn)抵使用現(xiàn)場(chǎng)之后便可直接資金投入使用。鑒于智能化技術(shù)的復(fù)雜性而向使用者提供更多的此種前瞻性的支持能成為使用者決定選用智能化機(jī)床的極具說服力的理由。

　　“從障礙角度上看，我認(rèn)為目前的緊迫性工作更應(yīng)該放在設(shè)備與機(jī)器人制造廠商這邊，即使他們要讓（尤其是中小產(chǎn)量的）使用者們信服擁有適當(dāng)智能化程度的智能化機(jī)床的諸多好處。”IfW公司Stehle這樣總結(jié)說。同樣具有說服力的還有這樣兩個(gè)事實(shí)，即擁有智能化機(jī)床設(shè)備的使用者更接近于同樣具有決定未來意義的工業(yè)4.0

的表征。“智能化技術(shù)方案不僅僅是要更快、更靈活和更具經(jīng)濟(jì)性地軟件系統(tǒng)到機(jī)床設(shè)備上，同時(shí)也要實(shí)現(xiàn)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化。在這里，他們能看出從工業(yè)4.0角度積極參與到制造規(guī)劃中去的機(jī)床設(shè)備所具有的發(fā)展?jié)摿ΑＳ捎诰邆浜芏嗾J(rèn)知控制系統(tǒng)，因而一臺(tái)‘一起思考’的機(jī)器人能擴(kuò)大機(jī)床設(shè)備的視野，但這還仍然只是未來的兩個(gè)夢(mèng)想。”Vollmer公司的Brand總結(jié)說道。

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