机器人手臂完成部件的深加工
通过安装在加工中心内的机器人手臂模块，利用两个高峰工作周期之间，不借助人工，独立进行去毛刺、钻盲孔和攻螺纹等工作。使用机器人手臂来完成这些工序能明显缩短传统的加工周期，每年能多生产约1700个零部件。
一直以来，Kuka公司的专家们都在对机械负载能力的课题进行不懈的探索。从2011年开始，整个精密加工领域就已经开始探讨在工作间歇期利用自动化设备提高工作效率的可能性。而能支持此议题的一个典型案例就是：某个加工中心加装了Kuka出品的Quantec系列的机器人手臂，用来进行工作间歇期的部件深加工工作。其结果是每年能增产近1700个零部件。
图1 在加工中心里，机器人手臂的主要工作是抓起和放下
机器人手臂提高加工效率
Kuka公司位于Augsburger市Lechhausen的10号工厂一直专门从事精密加工领域的研究。在这里你可以找到所有跟机器人手臂有关的第一手材料，特别是关于利用机器人手臂进行终端装配的内容。DMG的DMC 80 U duo系列的加工中心就配备了一台Kuka出品的Quantec系列的机器人手臂，用来进行零部件生加工和加工完成后的抓取工作。因为以往在一些加工周期较长的客户群中，自动化解决方案的普及程度并不是特别高。所以一直以来Kuka公司都在寻找一个突破点，希望能通过机器人手臂把工作间歇的时间利用起来。“基于这个出发点，我们把机器人手臂处理的工作定位为非关键工序。”Kuka公司精密加工部的负责人Florian Hofmann介绍说。目前，这类关节型机器人手臂主要负责加工工件的第六面和去毛刺等工作。
“机器人手臂分担了一部分机床的工作。平均下来，加工每个工件能减少了16%的主轴运转时间，约40min。”机床工业部的关键技术经理Andreas Schuhbauer解释说。这直接导致每班工作间歇期能多加工2个工件。机器人手臂负责把之前夹紧过程中产生的废料清除，钻出盲孔后在橡胶缓冲器上切割出标准螺纹。在机械臂负责的所有工序中，需要特别仔细的是位于贴牌位置的2mm钻孔。而最重要的一个环节则是用特制工业刷对工件进行全面的去毛刺。整个过程中，机器人手臂会有选择性的使用工具站内不同的工具配合加工。
图2 在工作间歇期，机器人手臂分担了一部分机床的工作
Kuka公司的Quantec系列一体化机器人手臂净重不超过160kg，与之前的系列产品相比重量减少25%。但应用范围和有效载荷都没有缩水。虽然是更轻的重量，但却实现了更大的动力，以及更短的周期和更高的强度。该系列机器人手臂的加工误差可控制在±0.06mm。Quantec系列按照等分的原则实现了4级动力和齿轮变速。合理的设计将故障率控制在最低，使精密化设计的手臂即使在狭窄的空间里同样能运用自如。
机器人手臂有效缩短工件加工周期
因为工件产生的所有必需加工步骤都集中一个固定区域内完成，所以一些必要的准备步骤，如二次夹紧、锯齿和去毛刺等，一般在工作流程中就可以省略。这样一来，相应的工件加工周期也明显缩短了。Kuka的机器人手臂可以完美的执行任何一个单独的加工环节，并且通过自带的库卡模拟软件对内部运行的状态进行模拟，并根据加工半径要求设计内部构造的输出。
在机器人手臂的设计阶段，Kuka就花了很多心思在操作友好性上。比如机床可以通过总线端口和机器人手臂直接连接。操作人员不但可以操作机器人手臂，也能通过机器人手臂操作机床。Kuka对自动化设备的设计理念是：能方便地嵌入到任何一种生产过程中。所以加工中心能根据需要，灵活地添加各种设备，所以抓钳能按照要求平稳地抓起工件。
“机器人手臂并不能替代加工中心。”Andreas Schuhbauer很清楚这一点。“但是如果一个机器人手臂能在工作间歇期能帮助完成构件的收尾工作，那么至少每年能帮助这条生产线多产出1700个部件。”
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