CIMES2016“智能装备”综述

2016-09-01本刊编辑部

制造技术与机床 2016年8期

CIMES2016“智能装备”综述

本刊编辑部/Editorial Department

CIMES2016以“汇智能装备、集互联协同”为主题。本次展会，编辑部着眼于“智能装备”，现场走访了一些以主机、检测仪器仪表、功能部件、工业机器人为主要产品的参展企业，为大家介绍一些相关的智能装备。

智能装备的定义：具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备，智能装备应该是机电设备(硬件)和人工智能系统(软件)的完美融合，是自动化技术的硬件和信息技术的集合体。其特征：自律能力、人机交互能力、建模与仿真能力、可重构与自组织能力、学习能力以及自我维护能力。智能装备产业主要包括：高档数控机床、智能测控装置、关键基础零部件、重大集成智能装备等。智能装备未来仍将沿着精密化、自动化、信息化、柔性化、集成化以及绿色化的道路发展。当然，本次介绍的部分产品并不能与此定义全部“严丝合缝”，但求“不远”即可。

1　主机

1.1沈阳机床i5M8智能多轴立式加工中心是沈阳机床集团在“中国制造2025”的国家战略背景下研发的世界首创的平台型智能机床。

控制系统使用沈阳机床集团自主知识产权的i5智能系统，依托互联网实现智能校正、智能诊断、智能控制、智能管理，实现了工业化、信息化、网络化、智能化、集成化的有效集成，该系统使工业机床“能说话、能思考”，满足了用户个性化需求，工业效率提升20%，实现了“指尖上的工厂”，是智能制造首选标志性产品；同时先进的五轴联动控制算法和补偿技术达到国际领先水平。i5M8的问世，提高了国产五轴机床在高中档机床市场的竞争力，同时i5智能系统和其先进的五轴控制算法打破了西方企业长期在这一领域的垄断地位，为实现中国制造2025的伟大目标助力。i5M8智能多轴立式加工中心具有以下独特性：(一)智能化；(二)先进的工序集成技术与直驱技术；(三)高精准加工；(四)高速动态性能；(五)灵活而强劲的铣削能力；(六)更小的占地空间；(七)最佳的宜人性设计。

i5M8智能多轴立式加工中心

1.2马扎克(MAZAK)(1)智能加工平台MAZATROL Smooth的全面系列化

马扎克展会现场

继2015年推出了SmoothX、SmoothG系统之后，今年又推出了MAZATROL Smooth C，使得新一代的MAZATROL数控系统形成了完整的系列，同时搭载Smooth系统的新机型，同时由马扎克中国两座工厂生产的HCN、QTC和QUICKTURN等换代机型也都搭载了Smooth系统。

(2)本土研发及制造充分应对客户需求

同时针对汽车等热点行业马扎克中国进行了针对性的新机型导入，展示出了适合量产零件加工的最新高速卧式加工中心自动化系统，大幅度地提高了汽车零部件领域的交钥匙能力。搭载MAZATROL SmoothG系统的全新换代机型QT-COMPACT吸引了大量观众。

(3)智能工厂解决方案

除了以上精彩产品，MAZAK还展示了支持客户构建智能网络化系统工厂的管理系统——SMOOTH PROCESS SUPPORT(简称SPS)等，以期与制造同仁一起感受Smooth技术带来的高效、顺畅加工。

1.3德马吉森精机

DMG MORI新一代ecoMill V系列数控立式加工中心的X轴行程达1 100 mm(该系列中最大机床)，其全部系列产品的亮点包括：DMG MORI全面改进的ECOLINE外观设计，再次提升操作舒适性、加工区可视性及机床保值性。新一代ecoMill V提供创新的现代化用户界面及丰富可选的3D数控系统，可选系统包括新款19’’DMG MORI SLIMline多点触控控制面板配Operate版西门子数控系统，以及15’’DMG MORI SLIMline配MAPPS IV版发那科数控系统。ecoMill V系列数控加工中心采用C形结构设计，铸铁立柱及床身，高刚性及高性能减振，确保高精度。高质量的滚珠丝杠及高性能的12000r/min主轴共同满足高标准的生产要求。丰富的选项包使得用户选择空间更大，例如直线轴上的直接测量系统或带12巴内冷系统的生产套件等。该机床电气负载小、能效高并提供电能回馈，确保极高电能利用率。

1.4柯尔柏斯来福临

STUDER S131是最新一代数控内圆磨床，其综合了最新的技术于一身：所有轴都配备了直线驱动装置；专利导轨系统Studer Guide确保轴运动快速精确；砂轮头架可自动回转；采用轴向平行磨削方式磨削锥度/锥体；最多可配备两个修整工位，杰出的修整方案满足任何应用需求；由磨削专家开发的磨削软件满足高要求用户的需求；Granitan床身具有杰出的阻尼特性；磨削主轴转塔采用直接驱动装置，可装备四根磨削主轴(其中可装备两根外圆磨削主轴)。Helitronic Essential Automation是WALTER品牌首款国产机床，该机床具有强大的灵活性，用于自动修磨和生产多种类型上述尺寸的回转类刀具和零件，机床的生产能力无与伦比，集成的顶置装载机可装备多达500把刀具(直径范围1～3 mm)。

ecoMillV系统数控立式加工中心

STUDER S131数控内圆磨床

Helitronic Essential Automation

2　检测仪器仪表

2.1雷尼绍

雷尼绍全新推出的创新Equator™是传统测量的多功能替代方案，可对各种各样的加工件进行检测。通过与业内领先的测量用户在车间环境下进行测试，其性能在多个行业与应用中得以改进和验证。雷尼绍Equator™比对仪是一套灵活的比对测量系统，能够为手动或自动测量应用提供高速、可重复和易用的测量解决方案，因此，全球很多制造商正在逐步用Equator比对仪替换其目前的测量方案。

Equator™比对仪

全新开发的INTUO™比对测量软件可使各种工件的比对测量过程变得简单和自动化—减少了比对测量的不一致性，从而降低了废品率，同时确保识别出超差工件。

此外，雷尼绍还推出Equator比对仪按钮式界面(EBI)，车间操作人员通过按钮即可进行控制，省去了鼠标和键盘操作。

Equator™比对技术遥遥领先，为用户带来以下优势：(1)降低废品率。(2)减少生产瓶颈。(3)降低拥有成本。(4)轻松实现自动。(5)对热效应不敏感。(6)多用途并且可重新编程。

2.2海克斯康制造智能

海克斯康本届展会重点展示了360°SIMS智能在线测量方案。该方案是为全自动的尺寸过程和品质控制提供的解决方案，它覆盖了制造的每个环节，从模具、冲压、焊装、涂装到总装。100%的全曲面和关键特征在线/离线检测，通过蓝光传感技术，高速获取图像，实时完成海量尺寸数据的采集，输出可视化的色差图报告，360°SIMS智能检测系统为根源问题解决、管理层决策提供可靠的数据保障。360°SIMS可为汽车厂提供了各种配置的自动在线过程控制单元，这些方案基于如下关键组件：(1)采用工业级机器人作为灵活的传感器定位平台。(2)采用蓝光传感器进行曲面测量。(3)360°SIMS软件包，提供可操作的测量结果，为工厂不同部门的人员使用。(4)整合到自动化生产线、自动装置和工厂控制系统。(5)提供独有专利的工具，实现大数据组合色差图的可视化与报告。

2.3卡尔蔡司

360° SIMS智能在线测量方案

蔡司重点展出了全新的智能型ZEISS O-SELECT数码轮廓投影仪，该系统可识别已定位的工件，并自动加载相应的程序，可自动创建坐标系。ZEISS O-SELECT还可实现自动对焦与自动设置照明, 这不仅减轻了操作者的工作量，也使测量过程不受操作者的人为影响，实现了最佳的可重复性。仅需按下一个按钮，ZEISS O-SELECT就能对工件的特点进行评估并记录测量结果，实现可靠测量，必要时还能生成专业报告。O-SELECT数字测量仪主要可精确地提供当今工业环境下所需的简易性和可靠性，尤其适用于精确检测距离、半径或角度的尺寸的快速检测。

智能型ZEISS O-SELECT数码轮廓投影仪

ZEISS O-SELECT硬件与软件完美匹配，可确保系统以最佳的速度及可靠性检测二维几何形状。编程简单方便，仅需点击及挑选即可完成编程。该产品还具有极佳的紧凑性及稳固性使其几乎可安装于任何位置。无论在进货检验还是生产加工中，随时随地都可准确地检测零部件。

2.4海德汉海德汉研发和生产高质量的直线光栅尺和角度编码器、旋转编码器、数显装置以及数控系统。此次展出的则是他们的TNC640数控系统。

车削插补是TNC 640特别突出的功能之一。它提供了许多非常灵活的加工方式，甚至有些车床也可能无法做到。比如应用在USB集线器的外壳，用车削插补功能和倾斜加工面方式加工。外壳加工需要执行多步加工，在环形槽以及倾斜槽边缘的倒圆加工中，车削插补显示出突出的优点。此外，在两次车削插补之间还需要加入铣削加工，加工步骤为：用循环292(铣刀)粗加工壳体、铣削内型腔(铣刀倾斜25°角)、用循环291车削插补环形槽(车刀倾斜25°角)、精加工内型腔(铣刀倾斜25°角)、用循环292(车刀)车削插补加工壳体、用循环292车削插补倒圆(车刀倾斜25°角)。铣刀快速和高效地完成粗加工，切除速度快。环形槽和倾斜面的倒圆用车削插补方式加工，它不同于传统车削—它在倾斜面功能支持下可在任何位置进行加工。激活选装项96后，这两个循环都可使用。普通铣床将变身“超级铣床”。这是因为铣床将能在任何位置和任何角度执行轮廓车削加工。特别是循环292，对于车削轮廓所需的复杂运动顺序，TNC 640还能进行所有必要计算。循环292用对话格式语言编程，因此十分易用。车削插补功能可用于加工密封槽和润滑槽。当然，也能加工轴向槽和径向槽。

TNC640车削插补

3　功能部件

3.1山东博特精工股份有限公司行星滚柱丝杠副是一种将旋转运动转换成线性运动的滚动功能部件，它由丝杠、螺母、滚柱、齿圈、保持环、密封件等组成。丝杠，螺母一般都是多头螺纹，滚柱是单头螺纹，滚柱体为传动体，一般有9～13个小滚柱，这一独特的特点并不需要对滚动原件进行循环，抑制了循环方式潜在故障的可能性。行星滚柱丝杠副具有高承载能力，长寿命，无再循环、滚动体间无接触，高转速螺母无功能不佳点，更少的疲劳和冲击抵抗，运动平稳和卓越的可靠性，在冰，灰尘或润滑不良状况下的工作能力，使该部件广泛应用于各种重要传动机构中，并为多行业服务。如：仪器仪表、数控机床、机器人、电路板生产线、电力设备、核工业、坦克、雷达、卫星、塑料机械、冶金机械等。

博特精工展会现场

行星滚柱丝杠副

3.2银泰科技MSA、MSB系列线性导轨采用4列圆弧接触式及45°触角的钢珠列设计，提供径向、反径向及横方向四方向的相通额定负荷能力，无论X、Y、Z等轴的各种安装方式都可以使用，并且可以在维持低摩擦阻力情况下均匀的施以预压，增强4个受力方向的刚性，特别适合高精度与高负荷的运动方式。另外，其专利的润滑油路设计，能够均匀的将润滑油脂注入每个循环回路，无论各种安装方式都可以获得最佳的润滑效果，并且提升整体的行走顺畅度与使用寿命，实现高精度、高可靠度及平滑稳定的直线运动需求。MSA、MSB系列的线性导轨并不直接体现智能装备，更多的是因为可应用与工业机器人。

银泰科技展会现场

MSA、MSB系列线性导轨

3.3广州昊志机电数控立卧回转工作台主要用于数控机床上，作为机床第四轴，可分别以垂直或者水平两种方式安装于机床工作台上。工作时，利用机床的有关控制系统完成与主轴加工相协调的各种分度回转工作。通过在台面上安装卡盘夹持棒、轴类的被加工零件，从而实现等分和不等分的、连续的孔盘、槽盘、曲面加工，达到高精度。工作台也可利用与之相配套的尾座安装桥板来完成形状复杂的加工零部件。该数控回转工作台主要性能特点：高精密度、高承载刚度、密封性、强力刹车机构、个性化定制。

广州昊志展会现场

数控立卧回转工作台

4　工业机器人

4.1广州数控作为最早投身机器人行业的广州数控设备有限公司的展台，总是吸引着观众令其顿足，巨大的龙头装饰展台，醒目的标题：“勤快的”中国机器人，制造概念深入人心。广州数控除了展示传统数控系统产品之外，还携RSP600A15水平机器人、RH06切割机器人、RH06-2焊接机器人、RB50打磨机器人、RB165点焊机器人等产品亮相，充分展示了企业在工业自动化方面的雄厚实力。

广州数控展会现场

以本次参展的RH06火焰切割机器人为例，它的技术特点是机器人带动割炬进行三维行走轨迹，可完成复杂的空间曲线下料；体积小、功能强大、切割效率高且稳定，在线示教简单；利用机器人的高柔性和高重复定位精度，提高火焰切割系统的可编程性和高的切割定位精度；通过远程I/O技术克服环境中的电磁干扰；改善人工劳动条件，可在恶劣环境下工作；缩小产品的更新换代周期，减少相应设备的投资；工件具有兼容能力，在机器人的可达范围内，可实现一台机器人对应一个或者多个工位的下料，一次性实现平面或者空间曲线的下料。RH06火焰切割机器人适用于碳钢、不锈钢等金属材料的切割和打坡口。参展负责人告诉本刊记者，广州数控的机器人应用领域目前已经从机床行业扩大到汽车、农业机械、工程机械、生产线、电子、轻工、医药等行业。同时参加展出的还有一组协同机器人——RB165、RB06L及一个配套工装夹持机器人。RB165和RB06L分别负责点焊和弧焊，由它们中间的工装夹持机器人转动工件，无需重新装夹，同时进行点焊和弧焊两道工序。RB165机器人、点焊设备、以及相应辅助工装，组成机器人点焊工作单元，完成汽车零部件和钣金等的焊接作业。RB165通用机器人，6轴控制，最大有效负载165kg，运动半径2483mm，重复定位精度土0.30mm点焊焊钳采用伺服驱动及伺服电机控制，完美的与机器人系统结合，适用性能强、效率高、精度好、生产成本低通过离线编程，可完成复杂零件的点焊工作主要应用于汽车制造、家电、五金等行业的点焊作业。据参展负责人介绍广州汽车、青岛海尔等企业已经购买多台并应用在生产线中。

RH06火焰切割机器人

RB165机器人

4.2台达

展出的台达SCARA工业机器人适合应用于消费性电子产品、电子电机、橡塑料、包装、金属制品业等产业，可结合外围控制单元，快速简易打造机器人工作站，在产线上进行插件、锁螺丝、组装、涂胶、移载、焊锡、搬运、包装等重要工作，甚至复杂精密的产线制程。台达也在发表会现场展示SCARA工业机器人系统、高整合性的多任务机器人弹性工作站及二维弹性整列供料系统等SCARA工业机器人解决方案，呈现产线上的多元应用。台达SCARA工业机器人DRS40L系列最大负载3公斤，臂长400 mm，适合应用于重复性高、精度要求高的轻工业。DRS40L系列具备优越的速度、重复精度、线性度和垂直度的性能，并提供免感知顺应控制功能，可顺应组件与孔位间的偏差，快速精准地完成插件、组装、锁螺丝、移载、搬运、包装等相关应用需求。DRS40L系列同时也提供加工轨迹自动规划功能，适用于追踪同步进行中的应用，如：涂胶、去毛边、焊锡等制程。另外搭配机器视觉检测系统，可快速辨识瑕疵品并进行分类，大幅提高出厂质量。

台达SCARA工业机器人

4.3浙江瑞宏机器人有限公司

在这次展会上，也看到了一些较新的企业展示工业机器人。浙江瑞宏机器人有限公司成立于2008年，主要从事专业工业机器人制造、自动化生产线规划设计及集成销售的企业。在本次展会上展示了一套机器人修毛刺方案，本方案包含一台六自由度工业机器人、一个刀柄专用气动夹爪、一个旋转浮动磨头、一个浮动头立柱、一个工件料架。以机器人为中心放置料架和浮动头立柱，通过操作机器人使用专用夹具进行各种工件的毛刺修理。展台负责人介绍，该套机器人在现实生产中有如下有点：生产过程安全、环保，上下料和修毛刺均是由机器人完成的，减少了粉尘对工作人员的影响；人工修的工件倒角容易出现大小不一，机器人会按照调试好的程序完成工作，修出来的工件倒角大小一致、美观；人员利用率提高，原来一个人只能供应一个单元的生产加工，实现自动化后可以一个人供应三个单元的生产加工。

工业机器人与智能制造有着协同发展的重要关系，智能制造技术的发展，带动了工业机器人的进步，逐步转向智能机器人；而工业机器人的发展，也为智能制造技术的应用奠定了基础。但是在工业机器人不断得到应用的同时，我们也应认清，不是简单的机器人+机床就等于智能制造。要实现智能制造，更重要的是打好底层建设，要先实现信息化、标准化、自动化，建立起健全的数据系统，才能逐步实现真正的智能制造。智能装备是《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》及《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中明确的高端装备制造领域中的重点发展方向之一。在机床行业的诸多展会中，尤其是在当前《中国制造2025》、智能制造作为其主攻方向的背景下，智能装备会越来越多的以其鲜明的特征出现在观众眼前。