这是金属加工（mw1950pub）发布的第14746篇文章
编者按
在苏州绿的谐波的工厂内，一排新安装的节卡协作机器人正在进入调试阶段，原来这条减速器生产线需要30多人，等协作机器人调试完毕后，这条生产线将会变得更高效，3个人和协作机器人配合就可以完成相同的工作。
工程师告诉记者，之所以选择节卡协作机器人，是因为这条减速器生产线的载具之间的间隙只有0.1mm，对于人工操作的要求比较高，而节卡的协作机器人的重复定位精度是±0.03mm，完全可以实现抓取搬运和上下料一系列的动作。
随着机器人末端执行器市场的渗透率加强，协作机器人的应用场景在逐渐扩大与完善，特别是在机加工行业，笔者预测协作机器人的应用将会迎来大幅爆发。为了深入研究这块市场，笔者找到了金属加工杂志社的资深作者，来自某商务车的技术负责人刘高工，协作机器人在他们的车间里随处可见。
比如商用车齿轮副研配工位处于互联网车磨生产线的尾端，操作员需对主、从动锥齿轮进行接触区研配，并据结果不时优化研配对象。此刻，操作员便会采用协作机器人将生产线尾端的待研磨齿轮副装至OerlikonL60或YKF2560研齿机上，涂抹绿色研齿液后启动机床。待研齿完毕，操作员会在协作机器人辅助下，将锥齿轮副自机床夹具卸料。研齿合格，继续下一组；不合格，则更换主/从动锥齿轮，继续研配。
在铸造车桥的桥壳中段与轴头选配热压装工位，协作机器人会帮助操作员对生产线上的轴头进行尺寸检测，并根据铸造桥壳中段产线传递的完工尺寸，自由取换符合过盈配合要求的轴头，放置于铸造桥壳热压装的装料工位。
在齿轮刀条磨制环节，操作者会将磨完的刀条拿至测量机上全项检测（A、B、C面及小面），基于基准样刀给出偏差后，反馈OerlikonB27或BG40磨刀机，继续将刀条磨制合格。该刀条的取下、测量与放回动作均可由协作机器人完成。此款机器人便成为在机床内部增设灵敏型机器人的典型应用之一。
由此可见，协作机器人在机加工行业的需求和应用即将或已经开始铺开，那么，为什么要选择协作机器人，选择什么品牌的协作机器人将会更好的匹配加工的工艺需求?
为什么选择协作机器人
苏州绿的谐波减速器生产线上安装的协作机器人来自节卡，协作机器人领域的标杆企业，李克强总理2021年前往江苏常州考察时，节卡机器人CEO李明洋曾受邀参加“站谈会”。接下来，咱们就以节卡机器人为例，看一下协作机器人在机床加工行业能优化哪些工序。
作为工业机器人优势的更进一步外延，选用协作机器人的理由更充分，就比如节卡协作机器人的定位是“用机器人解放双手”，其要做的是人力可为的、双手能够承担的这个重量。因此，相比于传统工业机器人，协作机器人的灵活性和安全性都更胜一筹。协作机器人采用轻量化设计，外形小巧，即使需要改变工作流程，制造商也能对其进行轻松快速地部署。
时至今日，我们通过央视的镜头也经常看到越来越多的企业在机床上下料工位采用节卡协作机器人，执行工件的自动抓娶上料、下料、装夹、工件移位翻转、工件转序加工等一系列任务，加强自动化部署，提高生产效率。
在节卡协作机器人与数控加工相互融合的过程中，我们发现协作机器人除了如工业机器人能给加工带来的优势之外，一些特殊的使用场景下还真的是只能选择协作机器人更为有利。
比如：可以在有限空间中布置协作机器人。因车间面积有限，有些生产线如果使用传统机器人完成既定工作，必须重新调整产线布局，而且部署机器人后，还需要在工作岛外加装安全围栏。而协作机器人可支持多角度安装，包括正装、吊装、侧装，结构紧凑，只需占用1~1.5个人工工位。工厂在使用时无需重新部署产线，也不需要再加装安全围栏，协作机器人本身的成本又低于传统的工业机器人，这无疑是最优的选择。
上面提到的节卡机器人今年推出的全新“JAKA Pro”系列新品，其本体防护等级已经达到IP68。这一绝对的优势令节卡协作机器人更耐用。我们知道，长期暴露于切削液和切屑的环境中，机器人也难免出现重复精度下降、寿命衰减的情况，对于产品维护和售后带去了极大的挑战。IP68高防护等级让一切变的不再是问题，同时，节卡是国内首家通过MTBF 20000小时、 30000小时、50000小时测评企业。高防护、耐用的协作机器人在数控加工中变得十分皮实，优势十分明显。
同样作为专精特新“小巨人”企业的节卡机器人，在持续与大量设备商以及部件厂商达成协同合作后，JAKA Pro系列协作机器人提供了更丰富的通信接口，能与MES系统等多个控制系统能够实现很好兼容。为了与周边的机床和一些加工设备更好匹配，稳步提升产线节拍，JAKA Pro系列协作机器人16kg级产品不仅拥有1713mm的更大臂展，借助持ModbusTCP、ModubusRTU、EtherNet/IP、Profinet等不同类型的丰富接口，支持与PLC、DCS、FCS等实现通信，保证了机器人本体工作状态和产线周边控制单元作业信息的快速匹配。
可见，节卡协作机器人针对机加工行业的需求特点提前进行了布局，类似防切削液喷淋和切屑渗入的IP68高防护等级，延长了节卡协作机器人的使用寿命，减小甚至杜绝了维修维护的频次，让节卡协作机器人应用在机加工行业的优势巨大，为满足客户的需求而生。
协作机器人适用于机加工行业应用场景
1、狭小空间实现柔性上下料
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某机械有限公司是一家生产安防设备、汽车零配件的企业，有使用过工业机器人经验。但由于产线空间比较狭小，工业机器人施展不开， 希望通过更加灵活小巧的机器人，实现多品种、小批量的柔性化生产，提高企业经济效益和盈利水平。
在生产线部署自重12kg、工作半径达到626mm的JAKA Zu 3协作机器人。通过将JAKA Zu 3协作机器人安装机床旁边，搭载定制夹爪，将待加工的零部件精准抓取放入相应机床内，待加工完成后放入成品区，可以实现不同工件的快速切换，节省了人工，大大提高生产效率。并且产线空间利用率得到充分利用，让空间可以布局更多设备。
JAKA Zu 3协作机器人自重轻、安全可靠等优势，不需要加装额外的安全护栏，大大减小了整个改造项目的空间占有率。同时JAKA Zu 3协作机器人部署简单、操作简单、免维护的特性使其公司不需专门配备机器人工程师，大大减少了人工成本，投资回报率一年。
2、检测自动化
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为应对小批量多品种的生产需求，需设计制作大量的工装夹具，设计制作成本高且无法满足产线柔性化要求；要求工件在工作台上具有非常高的定位精度，且需要保证每次上料的一致性；传统生产中，产线上用人工等方式上下料，一方面劳动强度高，另一方面上料精度容易受影响，造成品质问题。
通过小助协作机器人对物料搬运，集成三坐标测量仪，定制化开发自动上下料系统、自动装夹系统、自动识别和检测系统等一体化的解决方案，高性能和高精度上下料执行，实现产品多品种、小批量工件的全自动化高精度计量。
3、零件打磨
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只要是加工的零件，都会存在毛刺，有毛刺会影响产品精度，影响外观等。所以，去毛刺这种小工序都是必不可少的存在。对机加工后的零件打磨我们在工作中也总结了很多方式，甚至会购买一些设备和工具，协作机器人其实也能打磨。
采用节卡协作机器人集成打磨系统， 首次投入成本小，是传统打磨系统成本的30%，重复利用性高，灵活快速调节产线工艺。后期投入灵活，无需重新设计产线。
协作机器人在机床行业的应用场景还有很多，我们无法一文而穷尽，但协作机器人的优势我们一定要归纳清楚：
第一，降低成本。
协作机器人的本体的成本低于工业机器人，同时由于不需要安装安全护栏，所以它可以放置在工厂的任意位置，并且可以随意调整位置。
第二，调试简单。
不需要具备专业的知识，只需要简单地移动机器人的身体就可以进行示教。
第三，减少安全事故。
相比工业机器人，协作机器人更容易控制。
第四，耐用。
节卡的协作机器人已到IP68高防护等级、MTBF 50000小时，如果机加工企业选择协作机器人，节卡应该是选项之一。
机床行业应用协作机器人展望
作为国家第一批专精特新“小巨人”企业，苏州绿的谐波传动科技股份有限公司的发展值得研究，某商用车机加工产线上应用协作机器人的案例也需要我们及时跟进，类似用协作机器人配数控机床生产线的模式值得效仿，只有最大化地拥抱当前技术产业变革，才能在未来的制造业中立于不败之地。
数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基矗“十四五”期间，国家政策明确支持要大力发展数控机床行业，明确要求提升关键产业的数控化率、打造数控机床产业集群。
机床行业是制造业的根基，国家政策对机床行业重视和倾斜，将会推动机加工行业的产业升级，人力成本的居高不下和制造业提升高质量发展的趋势将会使机加工的数控化率和智能化率显著提高。而据统计，2021年，中国协作机器人销量有望突破1.78万台，到2025年，中国协作机器人销量有望突破6万台，机加工行业将会看到越来越多的协作机器人，诸如一线品牌节卡机器人也将会逐渐成长为机加工行业的好助手。
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