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从CIMT2011看机械加工自动线技术的发展趋势及前景
2011-9-28  来源:《数控机床市场》杂志  作者:沈阳皆爱喜输送设备有限责任公司 张楠

        第十二届中国国际机床展览会在北京顺利举行,此次展会参展制造商众多,很多国内机床制造商都展示了各自特色的五轴及专机产品,代表着制造技术水平与我厂水平正在逐步拉近,尤其是国家重大专项资金的使用更加推进了国内制造业的迅速发展;而国外进口机床也出现了同种型号机床反复展览的现象,这可能是反复展览的机床确实有着广泛的销售前景,值得我们借鉴。亦可能是新结构机床的诞生滞留在了瓶颈位置,目前只能通过高速切削、组合加工机床来实现提高生产效率的效果。因此,很多制造商将加工自动线的组建作为提高生产效率的新销售增长点。

  

        在此次展会中,展示的自动线形式囊括了机内机械手、框架机械手及关节机器人。据了解,自动线在日本的机械化加工及装配的应用最为广泛,组线技术非常成熟,经验丰富;其次为全球较大规模的汽车制造商对自动线的应用。而目前我国机械制造行业对自动线的应用还普遍局限在单件、大批量、工序单一等零件的粗加工及半精加工上。而此次展会展出的许多进口自动线也正是看准了这类市场,推出了性能稳定的针对工序简单零件的加工自动线。此类自动线加工逻辑关系简单,故障率低,编程方便。如日本村田的MW120机床及日本TAKISAWA的TT-1600G机床,此类机床的主轴、刀架对称布局,非常有利于单件、正反两面盘类件的加工,同时将翻转机构与手爪安装在机床上方,极大地降低了机床的占地面积。此机床配置简单的刀具破损检测功能,通过加工时机床电流的变化来确定换刀时间,此方法会降低批量加工工件的CPK值,主要用于零件的粗加工及半精加工。同时机床配置了单个零件取出机构,可用于随时将零件取出并进行人工检测。另外,对于机械手抓取过程,可能会出现抓取不到位而导致的零件掉落于排屑器中,零件可能需要进行返修。

        而对于工序简单零件的半精加工及精加工,森精机推出了NLX2500数控车床,此机床提供工件加工后单一工步外圆及内孔的在线检测,并将结果反馈给机床,通过系统自动刀补来对加工参数进行修正,达到CPK值1.67以上。国内的零件在线检测设备做的相对粗糙,会出现误判等现象,还需进一步研究零件是否返修等情况。

        今年展会中,国内一些数控机床生产厂家也展示了各自的组线能力。比较突出的有大连机床的DXGT-001缸套自动生产线。此线完成缸套从毛坯到成品的全部加工内容。机床由大连机床生产的数控卧式车床、单臂镗床及桁磨机床完成。采用框架机械手串联组线的方式实现了高效的自动化生产。组线机床为三台DL20MST数控卧车、一台镗床、一台DL25M数控卧车及1台桁磨机床。

        北一大隈也推出了一款机内机械手集成在LCR-270机床上。机床展示的加工件相对简单,但是细节考虑非常周到,值得我们借鉴。防护观察门与机械手抓料门分开的设计降低了加工时的危险同时防止铁屑在开关门时带出机床。其主轴吹气装置为大孔径不锈钢管,同时配置蓄气瓶,保证高压吹屑的同时,也防止突然断电导致机械手爪上的工件掉落而碰伤工件。

        国内新的框架机械手制造厂家要数浙江金石机器人制造有限公司。此公司生产的机械手串联方式组线,与浙江日发一台数控卧式车床、一台立式加工中心配合使用,加工汽车轮毂内圈法兰盘。


   

        沈一车床展示的ETC3635u自动上下料数控车床为机床自动上下料提供了一种新的设计理念,用相对较小的空间完成了工件上下料,适合不需调头的工件加工,上下料节拍相对框架机械手较短。

        展会中的关节机器人使用相对直观,主要供应商有日本三菱、不二越、FANUC、德国KUKA、深圳新松、首钢莫托曼等。

        通过近期对一些零件组线的了解,得知不是所有小规格零件都适合自动线加工,适合加工的零件必须满足毛坯余量稳定;机床夹具有机械手通过的夹持空间并且卡盘间隙足够大;并且零件外形是适宜摆放的盘类、轴类零件。组线时,需注意以下方面:①手爪在抓取工件时可能出现抓取不牢固现象,需编程二次抓取。②工件如A、B面平行要求严格时,卡盘需增加气密检测装置,手爪可进行二次装料。③如用户对工件CPK值要求较高,需增加工件在线测量装置,同时将与理论数值的差值补偿到系统中。④如自动线无自动检测装置,机械手需具有丢料功能,并有料满提醒装置。⑤需增加主轴环喷功能,将卡爪及工件上的切削吹落,以防检测零件被误判为不合格品。⑥蓄气瓶的应用。⑦机械手工作区域必须增加防护栏栅,具有开门机械手运动停止功能,以便保证人员绝对安全。

        通过此次展会,使我对自动化生产有了进一步了解,近几年,自动线应用在机械加工中的比例越来越大,加工精度、生产效率、利用率和柔性化进步巨大。自动化技术达到了较高水平,同时推动了机加工具、控制技术及其他相关技术的综合应用。随着市场需求越来越大,自动化技术的应用必将推动金属切削市场的高速发展。

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