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中国数控机床即将进入全自动化——机械手

2022-06-30 11:06:07

中国一直以劳动力数量多著称,传统的工业生产车间基本为人工生产线,但随着社会的发展,我国的人口红利慢慢消失,企业出现用人成本高和招工难等问题,导致国内在工业数控机床自动化方面进一步加强。数控机床机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作,如搬物、装配、切割、喷染等,应用非常广泛。各类数控车床,有自动夹紧、进刀、切削、退刀和松开的功能,但仍需人工上下料;装上数控机床机械手,可实现全自动化生产,一人看管多台机床。目前来说,国内数控机床机械手的设计方向如下:1、促使数控机床机械手的机械结构向模块化、可重构化发展。2、数控车床机械手控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,结构小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性,而且维修方便。3、除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,数控机床机械手还加强引进了视觉、听觉、接触觉传感器,使数控机床机械手向更智能化、自动化的方向发展。4、将内藏式数控机床机械手、上下料机械手、龙门桁架式数控机床机械手等产品设计得更加标准化、通用化、模块化、系列化、柔性化。以及离线示教编程和系统动态仿真。


机器人自从1959年问世以来,由于它能够协助 人类完成那些单调、频繁和重复、长时间工作,或取 代人类从事危险、恶劣环境下的作业,从而得到了较 快的发展。工业机器人(Industrial Robot,简称IR) 是用于工业生产环境的自动化设备,它可替代或部分 替代人工操作,起到改善劳动环境、减轻劳动强度、 提高自动化程度和生产率等作用,近年来已引起国内 有关部门及企业的高度重视,并得到了大力宣传和 推广。工业机器人、数控机床、机械手三者在结构、控 制、行为动作等方面有许多相似之处,以至于非专业 人士很难区分,甚至有人提出了“随着自动化大趋 势的发展,机器人将取代机床成为新一代工业生产的 基础”这样偏激的观点。本文作者将从专业技术的 角度,通过三者的比较,来介绍其区别。



全自动机械手


1、工业机器人的特点根据国际机器人联合会(IFR)的定义,机器人分为用于工业生产环境的工业机器人( Industrial Ro_bot )和服务于人类非生产性活动的服务机器人(Personal Robot )两类。工业机器人是一种“能够自动定位控制,可重复编程的,多功能的、多自由度的操作机,能搬运材料、零件或操持工具,用于完成各种作业”,其主要技术特点可概括如下。


1)可编程。工业机器人具有独立的控制系统,它可通过编制程序来改变其动作和行为,具有适应工作环境变化的柔性。


2)拟人化。多数工业机器人在机械结构上有类似人类的腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部件,并且接受其控制器的控制。在智能工业机器人上,还安装有模拟生物的传感器,如模拟感官的接触、力、负载、光传感器;模拟视觉的图像识别传感器;模拟听觉的声、语音传感器等,它与一定的环境适应能力。


3)通用。多数工业机器人具有一定的、执行不同作业任务的通用性,如可通过更换手部的末端操作器(手爪、工具等),来执行不同的作业任务。


2、工业机器人与数控机床世界首台数控机床出现于1952年,它由美国麻省理工学院率先研发成功,其诞生比工业机器人早7年。机器人发明人乔治·德沃尔(George Devol)最初所申请的专利,就是利用数控机床的伺服轴来驱动连杆机构动作,然后通过控制器对伺服轴的控制,来实现机器人的功能。因此,工业机器人的很多技术都来自于数控机床。



工业机器人 数控机床


1)功能不同数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种


2)作用不同 工业机器人可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。数控机床能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。


3)特点不同 数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。机器人控制系统是机器人的大脑,是决定机器人功能和性能的主要因素。工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。


3、数控机床机器人和数控机床机械手的区别 首先是数控机床机械手,机床机械手只能完成比较简单的搬运、抓取及上下料工作,常常作为机器人设备的附属装置,其程序是固定不变的。 数控机床机械手 数控机床机器人具有独立的控制系统,这个系统大多是应用计算机技术,可以容易地通过再编程的方法实现动作程序的变化来适应不同的作业要求。机床机器人是自动执行工作的机器装置,具有可编程,拟人化和通用性等特点。 数控机床机器人 数控机床机械手和数控机床机器人都可以很好的完成加工工件的上下料工作。都有其自身的特点。数控机床机器人工作效率高,动作节拍快,占地空间小,但是成本投入相对高一些。机床机械手工作效率高,占地空间相对大一些。但是成本的投入要少很多。这两种形式的选择还要看现场的工艺及要求来决定。现代加工工艺要求质量,数控车床机械手有着符合这个时代意义的特性,它将引领这个时代加工工艺质的飞跃。

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