在切削加工中，過程自動化不僅與機(jī)床本身有關(guān)，而且也與連接機(jī)床的前后生產(chǎn)裝置有關(guān)。工業(yè)機(jī)器人能夠適合所有的操作工序，能解決諸如傳送、質(zhì)量檢驗(yàn)、剔除有缺陷的工件、機(jī)床上下料、更換刀具、實(shí)際的加工操作、清洗和工件堆垛等任務(wù)。
現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人是一種可自由編程、十分精確和多功能的高效設(shè)備。如果給工業(yè)機(jī)器人裝上傳感器，手爪系統(tǒng)，集成的數(shù)字圖象處理設(shè)備和智能過程控制軟件，它可以為完成各種不同的任務(wù)進(jìn)行編程。因此，對于完成同一個(gè)任務(wù)，機(jī)器人要比專用設(shè)備具有更高的柔性。機(jī)器人無需裝備止動、定位、裝夾和輔助等裝置，因此，它可以使整個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)得很緊湊，對于投資者和企業(yè)家來說，其優(yōu)點(diǎn)在于投資比較少，以及能以簡單化的企業(yè)內(nèi)部物料供給而充分利用空間和縮短生產(chǎn)時(shí)間。在產(chǎn)品換型和生產(chǎn)調(diào)整時(shí)，可以縮短準(zhǔn)備時(shí)間和停機(jī)時(shí)間，可以較快地重新恢復(fù)生產(chǎn)-這符合準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)。
機(jī)器人是進(jìn)行零缺陷生產(chǎn)的重要部件
借助于數(shù)字圖形處理，機(jī)器人可以根據(jù)形狀、大小、姿態(tài)和顏色對在傳送帶上無次序運(yùn)送的工件進(jìn)行可靠的識別，這樣，機(jī)器人用它的手爪隨時(shí)可以可靠地抓取和操作工件。而用成像系統(tǒng)裝備的機(jī)器人還可以完成更多的任務(wù)。它可以用來識別有缺陷的或錯(cuò)誤的工件，把這種工件從生產(chǎn)過程鏈中取出，說得更確切些，就是把它們或者作為廢料處理或者對它們再進(jìn)行加工，由此確保只有無缺陷的工件才能繼續(xù)進(jìn)行加工。所以，工業(yè)機(jī)器人是進(jìn)行零缺陷生產(chǎn)的重要部件，如果人們從事相同或類似的操作，那么需要高度地集中注意力。但是，對在工件的機(jī)械加工中，工業(yè)機(jī)器人能夠精巧和有效地解決加工過程自動化于這種重復(fù)性的工作。當(dāng)工作場所的溫度條件愈不適合，周圍環(huán)境的噪聲愈大，粉塵愈多或存在的危險(xiǎn)性愈大，那么這種負(fù)面效果的影響就愈大。機(jī)器人即使在特別惡劣的環(huán)境條件下，它總是能以始終不變的可靠性和質(zhì)量進(jìn)行工作，所以，對工作場所合乎人道的要求，也是采用機(jī)器人進(jìn)行輔助自動化的重要理由。
可靠性和利用率是機(jī)床和設(shè)備最重要的特征參數(shù)。就這些參數(shù)而言，機(jī)器人完全可以令人信服。在定期維護(hù)的情況下，在機(jī)器人上首次出現(xiàn)故障的平均間隔時(shí)間（稱之為MTBF-平均無故障時(shí)間）顯然超過65000小時(shí)，這意味著在一年365天，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行的情況下，差不多在7.5年后才發(fā)生一次故障，這種很高的可靠性和利用率是切削加工過程自動化中愈來愈多的采用工業(yè)機(jī)器人的重要原因。
復(fù)雜零件體現(xiàn)磨削品質(zhì)
來自德國阿爾岑瑙（Alzenau）的ISA自動化系統(tǒng)公司，在湖南其重要的業(yè)務(wù)是從事于研究機(jī)器人輔助的磨削和拋光系統(tǒng)。機(jī)床和設(shè)備的主要使用者是家具、汽車及附件等工業(yè)以及鑄造廠從事鑄件清理的磨工和拋光作業(yè)工。特別是對于小批量多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)，在這里采用機(jī)器人的解決方案有著突出的優(yōu)點(diǎn)。它可以省掉回轉(zhuǎn)工作臺較長的準(zhǔn)備時(shí)間，總的來說，是提高了磨削加工的質(zhì)量。手工作業(yè)的磨工，在最好的情況下最初加工十個(gè)零件是精確的，隨后工作注意力會下降。而機(jī)器人則相反，它可以確保始終不變的質(zhì)量。此外，需要的人也較少。
ISA公司采用機(jī)器人進(jìn)行輔助加工，當(dāng)進(jìn)行磨削時(shí)，它可以以5.5kW的驅(qū)動功率傳遞到接觸輪，進(jìn)行拋光時(shí)，驅(qū)動功率甚至可達(dá)到11kW。然而，人們用手動方式以這樣的力和速度進(jìn)行加工是不可能實(shí)現(xiàn)的。ISA公司采用了
ABB公司的工業(yè)機(jī)器人來裝備其設(shè)備，這些機(jī)器人的型號為IRB2400，IRB4400和改進(jìn)型的IRB6400。由于其緊湊的結(jié)構(gòu)，可以用來構(gòu)成作業(yè)空間十分精簡的機(jī)器人單元。企業(yè)可以用它來改裝用戶現(xiàn)有的主要設(shè)備。例如在對家具部件進(jìn)行精整加工時(shí)，甚至可在5臺加工機(jī)床的中央設(shè)置一臺機(jī)器人，機(jī)器人抓取待加工的工件并將其送到每一臺設(shè)備上（圖1）。對于加工幾何形狀復(fù)雜的扶手進(jìn)一步開發(fā)了機(jī)器人系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床所需的不同定向，ISA公司是將每臺機(jī)床安裝在機(jī)床自己的一臺回轉(zhuǎn)工作臺上。而回轉(zhuǎn)工作臺就起到機(jī)器人的第7個(gè)坐標(biāo)軸的作用。這樣，ISA公司在一臺加工單元上，以包括三臺磨床和二臺拋光機(jī)在內(nèi)的十臺機(jī)床的配置，通過工業(yè)機(jī)器人完成扶手的綜合加工-從毛坯件直到具有光澤表面的成品件，最后又自動將成品件進(jìn)行堆垛。
在精加工鋼管時(shí)，機(jī)器人抓取待加工工件
并將其送到徑向布置的磨床和拋光機(jī)上
曲軸軸瓦的測量、去毛刺和堆垛
汽車-配件供應(yīng)廠必須供應(yīng)完美無缺的產(chǎn)品，以便能在競爭中站穩(wěn)腳跟。這特別適用于像自動變速器的滑閥體、缸蓋，柴油機(jī)噴油泵和渦輪增壓器殼等關(guān)鍵成套零部件的生產(chǎn)。這些零部件是以出眾的表面特性為重要條件的。因此，這些零件在機(jī)加工后要徹底去除毛刺，并全面進(jìn)行清洗，以確保在今后設(shè)備運(yùn)行中不會有毛刺顆粒，殘余塵埃或焊珠的脫落，以致?lián)p害到部件的功能或甚至造成完全的損壞。一個(gè)要求很高精度的實(shí)例是丹麥vald.Birn鑄造企業(yè)集團(tuán)在Holstebro工廠中的曲軸軸瓦裝配。這里，在WMS工程公司三個(gè)緊湊型去毛刺單元中采用了ABB公司的工業(yè)機(jī)器人，盡管鑄造車間惡劣的環(huán)境，三個(gè)機(jī)器人單元肯定能十分精確地對載重汽車發(fā)動機(jī)的曲軸軸瓦進(jìn)行測量，去毛刺和堆垛。為了實(shí)現(xiàn)這些作業(yè)，WMS工程公司首先在自己的一臺演示設(shè)備上對軸瓦進(jìn)行了廣泛的去毛刺實(shí)驗(yàn)，然后確定測量設(shè)備以及必需的去毛刺工具。
機(jī)器人單元的核心設(shè)備是ABB公司一種剛性特別好的鑄造結(jié)構(gòu)的IRB2400型工業(yè)機(jī)器人。三班制運(yùn)行的機(jī)器人必須要具有很高的剛性，以便能承受在去毛刺時(shí)產(chǎn)生的加工力和獲得始終如一的成果。剛性決定了所能達(dá)到的進(jìn)給速度和有待獲得的表面質(zhì)量，鏈?zhǔn)絺魉蛶О褟募庸ぶ行纳闲断聛淼妮S瓦（總是8個(gè)為上部和8個(gè)是下部）輸送到機(jī)器人單元，機(jī)器人首先從傳送帶上抓取工件，并將工件平放在測量裝置上，在這里，以最大為5μm的偏差測量今后要安裝曲軸主軸頸的上部和下部的已加工表面。PC對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并提供給機(jī)器人，然后由機(jī)器人從各相配零件中選定一對配合件。把超差的零件從生產(chǎn)流程中剔除出去。在下一工步中，機(jī)器人針對不同型號的零件采用不同的工具（如銑刀，銼刀和刷子）去除毛刺。接著，機(jī)器人以0.2mm的重復(fù)精度把工件存放到堆垛裝置上。在這里，加工并包括測量和堆垛，整個(gè)節(jié)拍時(shí)間約為45秒。后面的傳送帶把已去除毛刺的經(jīng)過測量和清洗過的工件（不經(jīng)手動的中間操作）輸送到自動裝配機(jī)上。這個(gè)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是具有穩(wěn)定和高的去毛刺質(zhì)量。此外，連續(xù)的測量同時(shí)又立即把測量數(shù)據(jù)反饋給加工中心，這對保證質(zhì)量和避免廢品損失作出了重要貢獻(xiàn)。
IRB6400在進(jìn)行鑄件的精整加工
丹麥DISA集團(tuán)是以其頂尖的噴丸清理設(shè)備和自動化去毛刺設(shè)備而著稱，算得上是全球領(lǐng)先的機(jī)械設(shè)備制造廠。DISA集團(tuán)的成套設(shè)備包括有采用機(jī)器人作業(yè)的去泥芯，去型砂，去鑄造氧化皮，搗碎，切割，鋸切和機(jī)械精整加工等設(shè)備。鑄件精整系統(tǒng)的核心部件是ABB公司的IRB6400型工業(yè)機(jī)器人，在這種應(yīng)用情況中，機(jī)器人抓取已預(yù)先定位的工件，接著自動完成鋸切，磨削，如需要也可完成其它的工序。對此，機(jī)器人操縱著工件將其靠到固定的拋光輪、砂輪和其它工具上進(jìn)行相應(yīng)的加工，加工完后，把工件存放到傳送帶上進(jìn)行進(jìn)一步的輸送（圖2和圖3）。
在鑄件經(jīng)鋸切、磨削和精整之后，機(jī)器人
把已加工好的工件放置在傳送帶上以繼續(xù)進(jìn)行傳送
鑄件的自動精整加工與手動加工相比，有顯著優(yōu)點(diǎn)。它加速了工件在生產(chǎn)中的通過速度，優(yōu)化了企業(yè)內(nèi)部的物料供應(yīng)和提高了產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)的穩(wěn)定性。此外，它還提高了工作場所的安全性和改善了勞動的生態(tài)條件。因?yàn)椋捎诜蹓m、噪聲和震動引起的環(huán)境污染僅局限于封閉的機(jī)器人單元區(qū)域內(nèi)。
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