机器人集成柔性加工系统及精益生产.pdf

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1、j蘩羹一。。焉麓煞睦J豳圜机器人集成柔性加工系统及精益生产鸿富晋精密工业有限公司(山西太原030032)程晓蒙机器人在工业生产领域的应用日趋广泛，和计算一人应对若干台CNC，人工动作单一、重复度高、易疲机、网络、移动通信技术一样，正在日益改变着人类的劳、极易影响产能及产品加工质量；另外，切削液对周生产和生活方式。充分发挥机器人在工业生产中的有效围环境，以及人体健康的影响较严重，无法确保人员的作用，最终可以为员工从简单劳动向智力劳动(监控或稳定性，同时不利于提升企业的加工工艺水平和对外形编程等工作)的转移创造条件，从而提高员工的能动象。性。同时，机器人柔性加工系统的更多价值和优越性全通过对企

2、业生产管理及加工成本等环节的因素进行面体现在精益生产方面，即通过生产调研、IE工程分仔细分析，了解到产品的生产管理过程中，经常会遇到析、系统研发、人员管理、生产运行方式等方面的变几大问题：人力成本高、离职率高、质量投诉率高、废革，在生产中推广应用，使得生产过程充满柔性，适应料率高和生产中断率高(达20％)。这些问题的产生都性强，及时性好，零库存，消除一切浪费，最终形成一与人工作业方式不无关系。种理念，一种文化。生产管理的有效性极易受人工作业方式的影响，人传统工业机器人的现状是：预先编程、固定位置、工作业方式较难保证各工段的协调一致性，人员流动性重复作业、缺乏智能。随着工业机器人应用范围的不

3、断增强，导致产品加工成本在现场管理、招聘、培训、生扩大，机器人应用不能仅仅满足于在固定位置上进行简产异常、报废等各环节中所占比重居高不下。在这种情单重复性工作，而是要作为一个高度柔性、开放的加工形下，以机器人集成柔性加工系统在生产中的应用需求单元，集成到先进制造系统中。因此，如何使机器人的愈显突出。应用与生产实际有效结合，并充分发挥机器人的高度柔利用机器人集成的柔性加工系统，代替人工完成简性化，是工业机器人应用过程中的关键问题。图1所示单的重复性劳动，构建无人化的柔性加工生产环境，是为机器人有效生产应用的概念流程。解决目前生产诸多现实问题的有效途径，更是精益生产管理、自动化技术提升等方面一

4、直在努力追求的目标。2．方案设计传统工业机器人是在固定位置上，进行简单重复作业。因此，最多只能实现一台机器人操作两台CNC。根据CNC对产品的加工流程细节分析，进行时间动作研究，得出结论：在单件产品的生产加工周期内，在保证CNC主轴加工连续性的条件下，除必要之CNC机内取图1柔性集成制造系统应用开发概念流程放料过程及自动换刀时，CNC主轴暂停外，可实现一台1．生产现状描述及分析机器人控制若干台CNC的精益柔性加工方式。因此，首A客户对某产品的生产加工质量、产能、交货期等先应突破现有工业机器人不能移动作业的限制。要求较高，该产品在机加工工段的传统加工过程为：人利用自动导引小车(Auto—Gu

5、idedVehicle，AGV)，工操作CNC，并取放产品，CNC按程序自动加工产品。即“机器人辅助移动平台”，在线性导轨上既定范围内参曷肛籼工—圜臻L的移动方式，从而可以实现工业机器人由固定式作业转的精益加工过程。该“一拖八”柔性加工系统的精益生变为移动式作业方式。该方案将机器人的柔性动作与生产体现在如下方面：产线有机结合，形成固定式的普通6轴机器人在加工设(1)JIT精益生产管理模式针对机器人自动导引备内完成取、放料，以及在设备之间的物流传递等动小车(AGV)每次带4件待加工料与每次带8件待加工作，机器人的取放料动作控制系统及自动物流方式与料方式分析。AGV每次取放完4片产品后，就返回

6、到起CNC数控机床一起组成柔性加工系统，实现在无人生产点，完成另外四台CNC的4片产品的取放循环过程。该车间中物料的搬运和取放，从而既可以代替人工作业，方式便于及时将本柔性单元加工好的产品传递到下一工降低人工成本、管理成本，提高产能，提升产品加工质段，产品加工的及时性可提高一倍，从而提高流动夹具量，改善人员工作环境，更好地发挥人的创造作用，同的循环利用率，降低产品的呆滞时问。时还可以实现精益生产的目的，为提升企业整体技术经(2)精益生产加工“一拖八”柔性加工系统方济效益而提供有力的技术支持。式便于提高CNC主轴的利用率。对于任何形态的工件处图2为“一拖八”(一台机器人控制8台CNC)机理系

7、统或工件交换系统，改善主轴利用率是最主要的目器人柔性集成加工系统，其控制系统具备定位、路径规标。在人工操作方式下，CNC的利用率通常在75％～划、导航和时间控制等功能。其结构包括：移动行走系85％，也就是说由于人工作业方式导致CNC存在25％统(自动导引小车、基座、线性滑轨)、驱动装置、传左右的时间浪费。利用“一拖八”柔性加工系统可有效动机构、位置检测元件等组成。行走装置一方面支承机降低停机待料等“非切削”时间，改善了主