工业机器人与数控机床融合技术研究

王俊卿 仲建军

摘   要：随着智能制造业时代的来临，装备的转型升级势在必行，而工业机器人与数控机床的融合应该是产业发展的新模式，这种模式是基于市场需求以及计算机科学的发展，同时有赖于近年来工业机器人与数控机床集成应用发展的速度，所以能否从理论到实践进行论证，成为非常重要的课题，本文结合工业机器人和数控机床的特点，现状入手，进一步分析两者在不同领域的融合应用。

关键词：工业机器人  数控机床  融合技术

中图分类号：THl66                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）02（a）-0073-02

从工业机器人当前的发展现状来看，还有许多的要作要做，同时在机床集成应用的发展去结合，通过建立有效机制，同时把科研院所的研究成果与企业进行有效的结合，加强资源互享与合作。从更深的角度来看，技术规范和标准，需要两个行业的整合之后成立什么样的模式;这同样是非常重要的课题，而从资源整合、资源共享到优势互补，并形成产业发展的合力，这都需要时间。

1  工业机器人与数控机床融合技术研究的基础

从现代工业发展来看，工业机器人的广泛应用是必然的趋势。有两个部分内容在这里。第一，在机床制造过程中，我们看到目前主要依靠大量的工人的体力以及传统的技能。这直接导致生产效率不高但劳动强度偏大，而最重要的是本领域技术人员相当的不足。在这之前机器人为何没有在机床生产中得到应用，这个是有原因的，主要是二个方面。一是我国没有自主研发能力或者说自我研发水平达不到对高精密设备的应用，只能通过进口，这样自然成本就高。二是工业机器人目前还仅在一些小众领域进行，比如像摄像摄影设备、电脑设备以及汽车制造和仿真领域和生物科学等使用。而在机床等装备制造业领域应用比例偏低，从而不能满足机床生产加工的需求，这也是国内机床行业自动化程度水平不高的原因所在。第二，机床的应用领域，在对于机床的操控上仍然依赖人工来实现，虽然数控机床实现了一定程度的智能化，但离真正的智能化还是有距离，同时在教学方面，这种应用领域的落后也导致學生学习的落后，不能学到最为先进的专业技能也不利用我国后备人才的培养，所以从这个角度来说我们必须去实现两者的融合才能更好

2  工业机器人与数控机床两大产业现状分析

从目前的情况来综合分析看，产业整体水平仍然不高，特别是在数控机床等智能化设备领域的国际竞争力不足，从根本上还不能形成核心竞争力和核心产品。数控机床对于智能化系统要求比较高，可以说是“头脑”，目前来看国产数控系统有了长足的进步，比如掌握了基本的机械控制功能和数控传动系统，同时通过努力研制，也推出了一批高性能、高附加值的大功率的伺服驱动装置投入生产中，这也保证了在工业机器人与数控机床技术上的创新与进步，激发了工业机器人产业的初级生态，催进了产业的整体发展。而结合国际的形式和我国的国情，数控系统研制单位、机床整机出品单位、应用集成商，都先后在不停地尝试进入工业机器人领域，这种由产业整体所推进的机器人产业热。急需政府政策的过度引导，不然很容易造成“盲目投资”、“产业投资过度”等副作用。比如造成产能过剩、缺乏创新改造、集中在低端同质化竞争等问题，所以这些都是两者在融合中应该考虑的问题不然会把机器人产业带入无序发展。这是值得思考的：什么样的企业最适合研制工业机器人？这是一个非常好的命题，而这个命题在笔者看来就是工业机器人与数控机床的融合，然后，你需要提高机器人产业的整体素质。我国目前已有十多家数控系统企业先期步入工业机器人产业，并且在产业模型的打造上已趋成熟，比如最早的广州数控，从规划研制工业机器人产业，到目前为止已走过12个年头。

随着劳动力成本，缺乏技能型人才，高风险的环保，高强度作业的兴起，工业机器人已被广泛认可，并开始逐步在生产领域中使用，也成为社会关注的焦热点。目前政府还在推进产业转型升级。投入了较大的资金支持，这对于企业来说是一个好的机遇，利用政策来完成其技术改造，同时加快转变生产方式，引入更为高效的作业能力。同时针对我国工业机器人保有量不大的现状，自我品牌尚不成熟甚至还在培育中，需要时间也需要磨练。

3  工业机器人与数控机床融合发展的途径

3.1 加工制造方面

工业机器人与数控机床的融合需要实现以下目标：

（1）从技术的角度来说两者的融合在关键的部件，比如机器人铸造、控制系统的结构件等，通过多方合力来实现。从而实现批量精密制造技术来满足机器人批量化生产能力和工艺水平的需求。

（2）从工业机器人的角度把人工智能技术以及数控主板集成能力，通过数控机床产业进行相应的融合，两者不仅在技术上进行融合，并通过终端的资源与他们展开合作并积极有效的推广应用机器人，从而实现资源的互通互补互助。

（3）加快研发面向机床单机应用水平，同时要加快对接生产线上下料和零部件搬运以及精细机械操作功能的自动化，同时在柔性化生产上由工业机器人替代，只有这样才能实现整机零部件的自动加工。

（4）有利于加快国产化工业机器人机械自身的关键零部件的研发，只有在双方融合的情况下，才有更好的精力财力去推动两者融合中关键技术的自主化。有助于提高我国高端精密机械零部件设计及加工水平，促进国产数控装置与国产数控机床的应用和发展。

3.2 工业机器人与数控机床融合的集成方式分析

我国在数控机床加工应用领域，以本土机床上下料机器人与数控机床的融合应用可以说是走在了前端。从行业应用层面有了较大改变和进步：

第一，工作岛，为了使现更好的单对单联动机加、单对多联机加工，这几年发展是快速的。

第二，柔性制造系统（FMS），通过基于网络控制（以太网）的柔性机加线，得到了充分的利用并应用PLC控制平台，将多台机器人、多台数控机床及其辅助设备进行联网组线，按节拍进行有序自动生产。

第三，数字智能车间，借助智能化工具和软件来辅助生产，使整体的智能化水平得到了利用，对接机器人技术应该说难度不大，而目前在利用的物联网技术，未来可能要通过5G网络来实现信息的传送和传感，不仅仅局限在以太网等局域网络。通过提升物联水平和网络的高速来带动生产加工过程的“无死角”和信息无缝对接，以及在线故障实时反馈报修等，同时实现大数据分析和无纸化管理。

第四，智慧信息系统：借助以上智能化车间布局，基本实现了操作的无人化，再加上ERP信息化管理系统，可以实现生产和人工管理的大数据化，从而改变传统生产方式。信息管理系统形成数据库，通过网络与各种应用对接的外部的信息系统进行连接，从而实现企业资源的高效配置和利用，同时可更好的管理车间并借助其平台上的即时通讯系统来向管理员报备有关设备故障、生产进度等信息。

4  结语

工业机器人与数控机床的融合应该说是整体产业链的融合，在融合的过程中要加强双方的交流沟通和成果的分析，同时要加强相关技术人员的培养，结合科研的最新成果来促进两大产业的融合发展，这对于促进两大产业的发展是具有积极的意义，同时也有利于我国拓宽其他领域的视野，能更好地参与到国际的竞争中去，实现产业的优势和核心竞争力。

参考文献

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