几十年来，机床始终处在不断更新当中，制造工作效率也在稳步提高。但在前段时间一两年里，劳动制造率的提高受了阻碍，这是即使Escrow的工作台流程，比如装运和仓储等，并没有以相近的速度在快速增长。在整体劳动制造率提高各方面，机床设备的智能化装运和钻孔运载是两个必定的发展缓慢各个环节。

自世界机器人报道发布年来，有关愈来愈多的机器人将会进入到工人队伍中去并在若干年后与工人们一起确定制造规划的信息早已众所周知了。尽管人们对于两位数百分比的快速增长速度早已不会感到惊讶，但是智能化技术仍然是制造应用领域的核心竞争力。从2015～2019年这段时间里，机器人行业进入快速发展通道。根据IFR的数据，到2019年为止，全球资金投入使用的工业机器人数量将会快速增长到大约290万部，比创纪录的2015年大约增加了100万部。

　　一种智能化技术方案的机器人

　　工业机器人、服务机器人、协助机器人和类人机器人的曝光率愈来愈高。现在机器人也可作为机床应用领域的直接的智能化技术方案而存在。虽然机床的智能化技术绝非是两个新的应用领域，但是在前段时间两届的AMB展览会上它还是成为了一颗耀眼的新星。Mazak、Schuler、Vollmer、Trumpf、Matsuura和DMGMORI等均是消费市场上的知名品牌，无一例外地强化了把智能化技术软件系统到其各自产品里的力度。

但是，使用者的此种明确要求也绝非是在前段时间两届AMB展览会上才提出的。恰恰相反，因而种热门展示几乎令人产生某种疑惑，即此种对机床设备智能化技术越来越高的关注度似乎来得太晚了。

　　“几十年来，机床始终处在不断更新当中，制造工作效率也在稳步提高。但在前段时间一两年里，劳动制造率的提高受了阻碍，这是即使Escrow的工作台流程，比如装运和仓储等，并没有以相近的速度在快速增长。在整体劳动制造率提高各方面，机床设备的智能化装运和钻孔运载是两个必定的发展缓慢各个环节。”Fraunhofer哈恩制造工程与智能化公司（IPA）的机器人与辅助控制系统职能部门的项目副经理UlrichSchneider这样描述机床与其环境之间的发展差距。

产品愈来愈受消费市场追捧，由此也如上所述智能化机床技术的行业发展趋势。kuka公司是一家机器人与设备及控制系统技术的供应厂商。“多年年来，Kuka公司在机床智能化技术应用领域的年快速增长率达至了50%，而我们这才算是刚刚开始。在许多制造各个环节中还隐藏着能够提高劳动制造率而未被利用的发展潜力。机床制造厂商把握住此种行业发展趋势并与他们强化了密切合作，以便能够向使用者提供更多全套技术方案。”Kuka公司机床智能化消费市场副经理AndreasSchuhbauer说道。

　　MazakIntegrex型机床上的Kuka机器人

能反映出此种技术行业发展趋势的是，机床设备制造厂商Mazak公司在AMB展览会上首次展出了与Kuka公司的密切合作丰硕成果。这项技术丰硕成果源于该公司的使用者对一种整体技术化解方案的明确要求，它在特性数据各方面能与MazakIntegrex-i系列产品机床产品达至极好的匹配。自19世纪70年代年来，Mazak公司在制造智能化技术各方面早已拥有很强的实力并可提供更多成熟的智能化控制系统产品，比如针对加工中心的Palletech控制系统产品。在新的全自动技术方案上，Kuka公司能为MazakIntegrex-i系列产品设备提供更多硬件，在Mazak公司自己的设计职能部门里能编制出制造程序和接口与流程程序。

“带有机器人的Integrex技术方案的两个特点便是极好的稳定性。Integrex系列产品设备以其对钻孔的全能加工能力展示出极大的稳定性并达至很高的质量水平，即使是小批量制造，亦是如此，因而很适合于今天的制造明确要求。他们在这各方面看到了很明显的快速增长发展潜力，并于2015年与在瑞典新成立的设计职能部门一起扩展了他们的能力，来配合此类技术化解方案。”YamazakiMazak德国公司消费市场营销副经理JohannesBurkart解释说。通过Mazak机床设备与机器人的结合使用，能生成两个完整的技术包，即使机器人不仅能捡拾钻孔，同时也能被扩展到对的捡拾上。

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　　软件系统在MazakIntegrex设备上的Kuka机器人不仅可承接钻孔传送任务，同时也可扩展到对捡拾的机能

此外，在机器人服务站里还能加装各种各样的特殊机能，比如加装两个光学或激光控制系统或两个去科紫麻的加工站。

智能化技术也常常会牵涉到两个生产成本的问题。“当然，机器人服务站的投资生产成本对于机床来说可能会翻倍，因而许多最终使用者在过去常常会不愿意在智能化技术上进行资金投入。但是，消费市场上存在着对供货期更短和加工批量更小等各方面的明确要求，加上企业加班费与仓储生产成本的日益快速增长，这使得愈来愈多的使用者相信在智能化技术上资金投入的必要性。由于机床的利用率得到了提高，因而在智能化技术上的投资常常可在不到两年的时间里得到回收。”Schuhbauer为尚未作出决定的企业做说服工作。他表示：“当所加工的部件品种繁多时，使用机器人就是划算的。这是即使机器人能有效利用制造辅助时间并可实施镗孔、梳刷和去科紫麻等项工作，以实现比手工工作台更高的质量。同时，机器人还能协助机床工作，这样能提高机床的产量，并由此缩短设备的投资回收期，有时能缩短至一年以内。”Kuka公司则属于少数几家既能从机器人的专有技术，也能从控制系统与设备专有技术中获利的企业之一。企业内部各职能部门的紧密密切合作阐明了机床智能化应用领域的两个例子，即KukaSystems职能部门的Flexfellow型机床和KukaRobotics职能部门的LBRiiwa型机器人对KukaIndustries职能部门的摩擦焊接设备进行装料和卸料。

　　在Merz机床制造厂里，一台KukaKR-Fortec型机器人能连接四台加工中心

如同所有的技术整合一样，自动化机床也提出了有关合适的接口和界面各方面的问题。“机床智能化的最大障碍在于与现有设备的相互对接。在现有的机床上加装智能化技术装备常常会因缺少软件界面和因特殊匹配造价高等问题而遭受失败。特别是在板材加工各方面，机床的使用寿命很长，而与之匹配的采用现有技术工艺的其他辅助设备则相反。接口问题常常成为设备进入消费市场时的一种障碍。在数据流和材料流各方面均缺少能使智能化技术方案在无需特别匹配情况下即可实现广泛应用的统一标准。”IPA公司的Schneider明确地说道。

把机器人与机床相连接的做法在日本的fanuc公司那里的应用似乎更接近于成功，即使它早已设立了相应成熟的且标准化了的连接界面。因而，这家CNC控制系统、机器人和制造设备的制造厂商卓有成效地成为了工厂整体智能化技术各方面的密切合作伙伴。

　　通过简单的IO连接，Fanuc-CNC设备即可实现与Fanuc机器人相对接。对此，只要采用安全的插头连接方式，其他设备均可实现互联。通过机床与机器人的此类关联方式，能在CNC机床的操作界面上直接查看机器人的工作状态，或者相反：即使有了此种“简单连接”的机能，能通过机器人控制控制系统上的i-Pendant手动操控仪来查询CNC机床数据。通过IO链接方式实现I/O信号交换，通过以太网实现数据传送，由此即可实现简单的设备组合和有意义的设备对接，比如机器人与机床的对接。

前段时间，Fanuc公司机器人拥有了两个FL-Net接口和两个以太网接口，由此能毫无问题地实现与上一级网络的对接。这对于较大型的机床来说很有意义，即使将会有多台CNC机床与机器人相互通信。

　　一旦Fanuc-CNC与Fanuc机器人相连接，即可在CNC控制控制系统的操作界面上查询机器人的工作状态，反之亦可，即使Easyconnection机能也允许通过机器人控制控制系统来对CNC数据进行查询

为了进一步简化对机床和机器人控制系统的操作，Fanuc公司开发出了RobotConnection（机器人连接）机能。一旦机器人被设立到整个控制系统里去的话，机床操作人员即可利用这个机能在CNC控制控制系统里调出两个能够向他提供更多有关机器人状态的所有重要信息（如维护任务或警报信息）的菜单来。他还能选择程序，并对机器人进行控制，而无须通过单独的控制控制系统去操作机器人。

　　在机床智能化技术各方面，除了接口匹配问题之外，被纳入到连接范围之内的所有零部件之间的最佳协调也是非常重要的。自20世纪80年代年来，机床制造厂商Vollmer公司就早已在从事智能化设备之间相互协调的工作。

大约20年年来，ND系列产品机器人控制系统就早已资金投入使用。通过此类装料控制系统，使用者不仅能提高劳动制造率，同时还能对诸如专业人员短缺等问题作出反应。Vollmer公司以其Vgrind360型设备在上届AMB展览会上展出了针对智能化机床的新的技术化解方案。“Vollmer公司的技术开发同他们与使用者的沟通和对话紧密相连。Vgrind360型设备智能化的思路就是来源于这类对话。然后他们把对话的结果与他们的技术经验结合起来。现在有了Vgrind360型设备，制造厂商即可对日益快速增长的硬金属的需求作出反应并可实现连续制造，可达至很高的制造产量。”Vollmer公司总副经理StefanBrand博士说道。针对加工上的操作简便化、运刀路径精确化和位置闭锁稳定化的问题，该公司能将其在线切割设备上的工作经验纳入到智能化技术里来。在线切割设备上，各部分之间的相互协调需要达至微米级的精度。此种技术工艺可直接被整合到Vgrind360型机床设备的研发上来。

　　减轻专业人员的工作负担

Schuler在AMB展览会上也介绍了其在智能化应用领域里的多年工作经验。作为LoadMaster装料控制系统的两个扩展，该企业推出了LoadMasterAssist机器人装置。“智能化程度越高，则制造工作效率也就越高，尤其是对于那些采用LoadMaster装料控制系统来实现链接的机床设备来说，更为如此。LoadMasterAssist机器人操作间作为托盘与货物载体的装料控制系统的两个机能扩展，承接了以往设备操作人员所承担的任务。”Schuler公司产品副经理AlexanderHergl说道。由此能减轻专业人员的工作负荷，使之能处理其他任务。

Trumpf公司也意识到机床设备智能化是引领未来的两个话题，并委托IPA公司通过密切合作的方式对相关技术和方案进行开发。“开发的目标便是机床设备在信息流和物料流各方面的全自动连接。为了能够在板材加工中对繁杂而多样的制造环境提供更多有效的技术化解方案，Trumpf公司和IPA公司也对部分智能化的过渡性技术方案进行了探索，即操作人员在其工作中能通过信息连接而获得支持，现有的制造流程在无需昂贵的智能化技术的情况下也能得到改善。”IPA公司的Schneider如是说。两家公司的密切合作期限为五年。除了直接密切合作的方式之外，对公共资助的研究项目框架内的协作也进行了探讨。IfW公司也在积极探索智能化机床应用领域的课题，既有基础性的各方面，也有与工业口密切合作伙伴直接密切合作的各方面，比如机床制造企业和机器人制造企业、捡拾装置供应商和设备使用单位等。如果说从最初看来还缺少合适的连接界面和需要较高的投资生产成本这些因素成为了最大的障碍的话，在Kuka公司Schuhbauer看来，其实还存在着其他一些障碍。最大的挑战在于各个项目密切合作伙伴之间的工作协调。在项目初期常常还不太清楚必须要做哪些工作，而当项目行将结束时却不再有很多时间来完成设备配备和测试了。

　　通过技术优势来说服使用者

为了减轻项目密切合作单位的工作强度，Kuka公司参与了VDW工作组的通用接口规范化工作。Kuka公司自己的技术包（如ready2grip）应该也能为使用者赢得更多时间，即在Kuka公司那里的软件系统商能直接订购带有抓爪的机器人，而机器人设备运抵使用现场之后便可直接资金投入使用。鉴于智能化技术的复杂性而向使用者提供更多的此种前瞻性的支持能成为使用者决定选用智能化机床的极具说服力的理由。

　　“从障碍角度上看，我认为目前的紧迫性工作更应该放在设备与机器人制造厂商这边，即使他们要让（尤其是中小产量的）使用者们信服拥有适当智能化程度的智能化机床的诸多好处。”IfW公司Stehle这样总结说。同样具有说服力的还有这样两个事实，即拥有智能化机床设备的使用者更接近于同样具有决定未来意义的工业4.0

的表征。“智能化技术方案不仅仅是要更快、更灵活和更具经济性地软件系统到机床设备上，同时也要实现数字网络化。在这里，他们能看出从工业4.0角度积极参与到制造规划中去的机床设备所具有的发展潜力。由于具备很多认知控制系统，因而一台‘一起思考’的机器人能扩大机床设备的视野，但这还仍然只是未来的两个梦想。”Vollmer公司的Brand总结说道。

　　( 文章来源：互联网 )

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