工业机器人与数控机床双剑交融技术协同与创新应用

随着装备制造业的转型升级，工业机器人与数控机床的集成应用近年来获得了迅猛的发展。这种融合不仅扩展了应用形式，也为机床智能化潮流带来了新的动力，对我国机床工具行业的转型升级起到了积极的推动作用。面对机器人研制以及与机床集成应用的现状，我们必须思考如何建立有效的组织联络机制，加强行业间的沟通与合作。两大行业融合发展的技术规范与标准也亟待制定，以实现资源共享和优势互补。

机器人产业正迎来一个难得的发展机遇。推动工业机器人与机床工具产业的融合发展，实现二者的互为集成应用，已成为现代装备制造业产业升级的重要议题。在机床制造过程中，许多岗位依然依赖工人的体力和技能，这导致了生产效率低下、劳动强度大以及产品稳定性和一致性的保障不足。越来越多的机床行业开始采用工业机器人及智能制造技术，以改造传统工艺流程。

一、两大产业现状

经过“十一五”、“十二五”两个五年计划的耕耘，中国数控机床产业已步入中档规模产业化、高档小批量生产的阶段，整体国际竞争力日益增强。数控系统作为机床的“大脑”，国产厂家已掌握了一系列先进技术。工业机器人的萌芽也为产业发展带来了新的机遇。

当前，众多企业纷纷进入机器人领域，掀起了一股投资热潮。过度投资可能导致产能过剩和无序发展。具有数控系统基础的企业，在研制工业机器人方面具有天然优势。例如，日本FUNAC公司的产业推进路线就是一个成功的案例。国内已有企业借助自身在控制器、伺服驱动等方面的经验，完成了工业机器人的全自主开发。

随着用工成本上涨、技能人才短缺等问题的凸显，工业机器人被广泛应用于生产制造，成为关注的焦点。和企业都在借此促进产业转型升级。中国的机器人保有量仍有限，民族品牌正在培育中，综合竞争力有待提升。为此，需要机器人整机企业、关键部件供应商、集成商的协同发展。

二、机器人与数控机床融合的集成方式

在数控机床加工应用领域，机器人与数控机床的融合应用已处于发展前列。从行业应用的角度看，其融合方式有多种：

1. 工作岛：包括单对单联动机加、单对多联机加工。

2. 柔性制造系统(FMS)：基于网络控制的柔性机加线，通过工业以太网总线方式，将机器人、数控机床及其辅助设备进行联网组线，实现有序自动生产。

3. 数字化车间：借助各种辅助生产工具、物流技术及传感技术，实现生产过程监控、在线故障实时反馈等功能，满足无人化加工需求。

4. 智慧工厂：借助智能化车间布局和ERP信息化管理系统，给传统生产方式带来革新。

三、工业机器人与数控机床融合发展的途径

1. 在加工制造方面，机器人参与机床结构件的自动化加工，专用机床服务于机器人的精密加工，这有助于提升加工工艺质量和效率。

2. 通过加强行业沟通与合作、建立有效的组织联络机制、制定技术规范与标准，实现资源共享和优势互补，推动工业机器人与数控机床的融合向更高层次发展。通过双方企业的紧密战略合作，机器人企业得以借助机床厂家的制造与工艺技术实力，共同在以下领域取得显著进展：

(1) 机器人本体铸件与减速机结构件的制造：双方将共同研究并形成批量精密制造技术，旨在提高机器人的批量化生产能力和工艺水平。通过攻克可靠性、一致性技术难题，实现高效、稳定、精密的节拍生产，推动机器人技术的革新。

(2) 机器人工装、夹具及机加生产线的集成：借助机床厂的广泛终端客户渠道资源，机器人企业得以委托推广其应用。双方的合作将提升机器人在工装、夹具领域的集成能力，进一步拓展机器人在机加生产线中的应用范围。

(3) 工业机器人研发：针对机床单机及生产线上下料、零部件搬运、铲刮、倒角、抛磨、焊接、喷涂(粉)等需求，机床企业与工业机器人企业携手研制。双方的合作将推动工业机器人技术在机械制造业的广泛应用，实现整机零部件的自动加工，提升机床生产制造技术水平。

在工业机器人机械本体的关键零部件方面，如转盘、大臂、箱体等，其尺寸精度和形位公差要求极高，对机械加工设备、工装夹具等均有极高要求。特别是机器人减速器的关键零件，如摆线齿壳、行星针轮等，国内加工设备、装配工艺等尚难以达到高标准。利用国产数控机床及工具设备完成相关加工，将有力推动高端精密机械零部件设计及加工水平的提升，促进国产数控装置与数控机床的应用和发展。

在集成应用方面，机床上下料机器人的柔性生产线将成为便捷的推广方式。国内数控机床的庞大保有量约为200万台，机器人企业在机加柔性生产线方面的推广将激发巨大的市场需求。这种融合将助推机床制造、机器人等机械零部件走向自动化、数字化、网络化的生产方式，实现智能控制、信息化管理，提高生产效率与产品质量，提升工艺管理水平，进而推动装备制造业的整体水平提升。

以广州数控与大连机床、宝鸡机床等企业的合作为例，这些机床厂家与机器人企业的战略合作关系，促进了双方在机器人专用加工机床、加工工艺技术应用、机器人机加自动柔性生产应用等领域的共同研发。虽然国产机器人和机床工具行业与国际先进水平存在差距，尤其在工业机器人领域，但通过双方的深度融合，将极大地提高中国装备制造业的综合竞争力。这种融合是探索中的进步，也是双方共同寻求发展的必由之路。