采用工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)制造自動(dòng)化有很多優(yōu)勢(shì)，但是集成化的費(fèi)用投入又使很多企業(yè)打消了采用工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)制造自動(dòng)化的念頭。而現(xiàn)在一個(gè)集成到計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床(CNC)的機(jī)器人控制裝置使這個(gè)問題變得簡單，也就是說機(jī)器人控制裝置集成到改型翻新的二手機(jī)床成為一個(gè)并非遙不可及的經(jīng)濟(jì)型選項(xiàng)。
認(rèn)真參觀了2014年科隆Usetec二手機(jī)器設(shè)備博覽會(huì)后不難發(fā)現(xiàn)，博覽會(huì)上出現(xiàn)了一個(gè)小的售貨旺季。在該屆博覽會(huì)上，CMS公司展出了一臺(tái)經(jīng)生產(chǎn)廠家大修過的二手Chiron FZ 12 W型機(jī)床，該機(jī)床的工作腔中集成了一臺(tái)用于裝配托盤更換裝置的小型kuka機(jī)器人，當(dāng)然，該小型機(jī)器人并不顯眼且由CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)進(jìn)行控制。CMS公司總經(jīng)理 Rui B?ninger說：“我們要展示二手機(jī)床也可以從生產(chǎn)自動(dòng)化中獲益，且在今天很容易實(shí)現(xiàn)。”
機(jī)床加工作業(yè)加快且操作簡便
CMS公司銷售生產(chǎn)廠家修理過的二手Chiron和Stama機(jī)床。CMS公司在博覽會(huì)上展出的Chiron FZ 12 W型機(jī)床由新的CNC(計(jì)算機(jī)化數(shù)字控制機(jī)床)進(jìn)行控制，其優(yōu)勢(shì)是：通過較先進(jìn)的切削理念、較智能化的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向以及較快速更換部件和縮短了機(jī)床的加工輔助準(zhǔn)備時(shí)間，使得機(jī)床加工作業(yè)顯著加快。
集成控制裝置、機(jī)器人和時(shí)間顯示器的Chiron FZ 12 W型機(jī)床通過附加自動(dòng)化裝置，加工作業(yè)加快
為了證明這一點(diǎn)，在博覽會(huì)上展出的機(jī)床首先采用機(jī)床原來的CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)運(yùn)行作業(yè)，然后再換接到現(xiàn)在使用的840D sl型Sinumerik CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)進(jìn)行運(yùn)行作業(yè)。機(jī)床的其他部件均是原來機(jī)床的老部件，沒有進(jìn)行任何改動(dòng)。顯示器表明，根據(jù)各種需加工工件的不同，換接到新的CNC(計(jì)算機(jī)化數(shù)字控制機(jī)床)進(jìn)行加工作業(yè)后該二手機(jī)床的生產(chǎn)能力提高超過了25%，有的甚至提高更多。此外，該機(jī)床實(shí)現(xiàn)程序化方便，機(jī)床便于操作，而且采用CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)進(jìn)行加工作業(yè)，操作人員不必考慮測(cè)量和調(diào)整問題。
集成機(jī)器人是CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)的一個(gè)選項(xiàng)
采用CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)，用戶可以很容易地對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，更具體地說，這就是工業(yè)機(jī)器人公司kuka和西門子公司合作的成果。
kuka選擇包“Mx Automation”和機(jī)器人CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)連接是相互匹配的軟件包。這兩個(gè)軟件包是機(jī)器人的專用技術(shù)訣竅，組合在一起既方便機(jī)器研發(fā)人員進(jìn)行研發(fā)，也方便機(jī)器操作人員進(jìn)行操作。控制機(jī)器人時(shí)要多次使用一個(gè)分開的操作踏板：整個(gè)操作、程序化(通過示教模式)、機(jī)器人的維護(hù)和診斷，都在一個(gè)可信任的CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)環(huán)境中完成。
帶有CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)控制裝置的Chiron FZ 12 W型機(jī)床的操作控制區(qū)
機(jī)器人的技術(shù)集成是用激活必要的選擇，工業(yè)以太網(wǎng)與CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)和機(jī)器人控制裝置的連接而實(shí)現(xiàn)的。之后機(jī)床便可借助于由機(jī)器人CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)連接而提供的CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)功能投入生產(chǎn)運(yùn)行。CMS公司總經(jīng)理Rui B?ninger 回憶說：“在這樣的機(jī)床上我們也是第一次這樣做，而且沒有受到來自各方的質(zhì)疑并一次性獲得了成功。”他說，“開發(fā)出了很多CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)輔助下的機(jī)器人操作方面的優(yōu)點(diǎn)。”他表示這樣一來，機(jī)器人的示教模式也很簡單：一鍵激活，指示循環(huán)周期、借助于Override運(yùn)行至理想的位置、接受角色，機(jī)器人的示教完成。
“Robbi”可簡化機(jī)器人程序的設(shè)置
這樣的機(jī)器人程序在一個(gè)單獨(dú)的CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)信號(hào)通道里運(yùn)行，它的處理是通過信號(hào)通道的同步與部件程序聯(lián)接的。優(yōu)勢(shì)首先是一覽無余，操作簡便;其次就是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)與加工作業(yè)反應(yīng)同步，即使在使用超馳控制進(jìn)行加工作業(yè)加速或是減速時(shí)，機(jī)器人也總是與加工作業(yè)反應(yīng)同步。
機(jī)器人和Override(超馳控制)與NC(數(shù)字控制)程序同步
即使是綜合性復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人也總是與加工作業(yè)反應(yīng)同步。例如，展示的Chiron FZ 12 W 型機(jī)床，小型機(jī)器人必須做出一些扭曲的動(dòng)作，才能完成在機(jī)床工作腔門關(guān)閉的情況下，受限空間內(nèi)完成自己的作業(yè)：將要進(jìn)行加工的毛坯件從料斗中取出，安置在托盤交換器上，在工件的背面也完成加工后，再將完成加工的工件取出并放進(jìn)工件料斗里等一系列流程，這都由小型機(jī)器人獨(dú)立完成。
CMS(檢查和維護(hù)控制臺(tái))的技術(shù)人員能夠在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)操作，由CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)操縱的機(jī)器人示教模式能確定機(jī)器人正確運(yùn)行并能夠使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)與緊張的加工作業(yè)相同步。機(jī)器人儲(chǔ)存Sinumerik CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)及其附屬的部件程序，這樣有利于觀察監(jiān)測(cè)，并便于程序管理。
CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)集成的遙控裝置采用的是kuka公司提供的機(jī)器人基本功能CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)連接。這也包括一個(gè)確保機(jī)器人安全功能的界面，安全集成方案是按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的，不需要為此直接觸發(fā)機(jī)器人的PLC。
而所有機(jī)器人手臂進(jìn)行的有規(guī)律必要制動(dòng)試驗(yàn)，則是可視地集成到了Sinumerik功能里。即kuka自身的控制裝置對(duì)于使用者來說是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的黑匣子，該黑匣子通過機(jī)器人CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)連接在所有生產(chǎn)自動(dòng)化重要點(diǎn)上且均一覽無余。
機(jī)器人的干擾抑制不需要單獨(dú)的控制操作板或是另行購置，而是通過操作人員來實(shí)現(xiàn)。如果有必要，也可以通過使用Sinumerik CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷機(jī)器人。如果機(jī)床運(yùn)行不使用Sinumerik，則不必為機(jī)器人IT部門另行加裝工具或打開防火墻入口。
使用CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)控制機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化加工制造
kuka公司提供符合各種生產(chǎn)實(shí)際要求的大小規(guī)格不同和功能不同的工業(yè)機(jī)器人。借助于所介紹的機(jī)器人CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)連接，如今中小型企業(yè)也可以在具體的加工制造點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，甚至可將這些具體的加工制造點(diǎn)進(jìn)行靈活聯(lián)網(wǎng)。
由于機(jī)器人機(jī)動(dòng)性好且機(jī)器人臂作用半徑靈巧，所以機(jī)器人既可設(shè)置在由工作人員進(jìn)行操作控制的機(jī)床使用，也可設(shè)置在得沒有工作人員進(jìn)行操作控制的機(jī)床使用。也就是機(jī)床可夜以繼日地快速更換工件且實(shí)現(xiàn)無人操作地進(jìn)行自動(dòng)化加工作業(yè)，也完全可以將機(jī)床作為傳統(tǒng)意義上的機(jī)床使用。
所展示的機(jī)器人不是與新機(jī)床連接使用，而是與翻新后的二手機(jī)床連接使用。B?ninger 總結(jié)：“Sinumerik集成運(yùn)行機(jī)器人技術(shù)裝置為我們提供了一個(gè)選擇，由生產(chǎn)廠家進(jìn)行大修的二手機(jī)床也可以提供一個(gè)有價(jià)值的且可簡單應(yīng)用的自動(dòng)化。而這些，我們公司一手便可以辦到。”
