隨著我國裝備製造業轉型升級，在市場需求和技術進步雙重作用下，近幾年來工業機器人與數控機床集成應用發展很快，應用的形式不斷擴展，對當前機床智能化潮流帶來新的促動，對我國機床工具行業的轉型升級也必將起到有益的推動作用。鑑於機器人研製以及與機床集成應用的發展現狀，相關企業應如何建立有效的組織聯絡機制，以加強溝通與合作，兩個行業融合發展該建立怎樣的技術規範與標準，以充分做到資源共享與優勢互補，並形成產業發展的合力？
一、兩大產業現狀
我國數控機床中低檔產品基本滿足市場需求，設計、研發和應用水平有一定提高。可以說，我國數控機床的生產總量和規模已經躍居世界前列。但我國以五軸、高速、精密為代表的高端數控機床在國際競爭中仍然處於弱勢地位，與工業發達國家相比仍然存在階段性差距，特別是高檔數控系統為代表的高端關鍵功能部件對外依存度較高。
機床製造過程中許多崗位主要依賴工人的體力和技能，生產效率低、勞動強度大、缺少熟練技工人才，難以保障產品穩定性和一致性，促使機床行業越來越多地採用工業機器人及智能製造技術來改造傳統工藝流程。以往，昂貴的進口機器人和生產線主要在汽車等少數行業使用，在機床行業等裝備製造業領域應用比例偏低，很大程度上制約著國內機床行業自動化程度的提高。
因此，如何推動工業機器人產業和機床工具產業的融合發展，如何做到工業機器人與數控機床的互為集成應用，已成為當前現代裝備製造業產業升級的重要話題。
此外，隨著智能製造行業的不斷推進和製造業人力成本的不斷提升，工業領域“機器換人”現象普遍。結合我國目前的情況來看，我國人工成本仍然處於上升階段，並且從2012年工業機器人爆發以來，才持續了不到5年時間，從日本長達10年高速增長的經驗走勢，我國正在使機器人行業往更深度，更全面的領域發展。
如何提升機器人產業的整體質量？總的來說，具有數控系統的基礎，控制系統、伺服電機、伺服控制系統都能夠批量生產的企業具有一定優勢。日本FUNAC公司的產業推進路線，就是一個成功的典型案例，值得借鑑與參考。
國內已有幾家數控系統企業紛紛進入工業機器人產業，走在最先的廣州數控，自2006年起規劃研製工業機器人產業，已走過8個年頭。藉助自身控制器、伺服驅動、伺服電機產品生產積累的經驗，已完成工業機器人系列化的全自主開發，產品覆蓋了3~200kg，功能包括搬運、機床上下料、焊接、碼垛、塗膠、打磨拋光、切割、噴塗、分揀、裝配等。
隨著用工成本上漲、技能人才缺少、高危環保、高強度作業等問題的凸顯，工業機器人參與生產製造已被廣泛認知和不斷使用，成為社會關注的焦點。政府更是藉此促進產業轉型升級，企業用其開展技術改造，轉變生產方式，提高作業效能。然而，中國的機器人保有量不大，民族品牌尚在培育中，綜合競爭力有待提升。那麼，機器人行業將以什麼樣的模式向前發展？現階段更需要機器人整機企業、機器人關鍵部件供應商、機器人集成商產業鏈的協同發展。
二、機器人與機床融合的集成方式
工業機器人與機床當前具體的應用形式主要有：
1、單機上下料
單機上下料是機器人在機床上最典型和最成熟的應用。它比人工上下料更準確、迅速、安全。對生產批量大、加工時間短的中小零件加工，或需吊裝的笨重工件而言，機器人上下料的優勢特別明顯。
機器人與機床的結構關係分為機器人安裝於機床外部和與機床構成一體兩種形式。安裝於機床外部的機器人，又分為固定式、移動式和椼架式等類型。
2、機器人與機床組成柔性生產線
由機器人承擔工件的工序轉換工作，與若干臺機床組成柔性生產線，是一種比單機上下料更為複雜也更有價值的一種應用。在當前工業轉型升級過程中，市場需求越來越旺盛。
在這種應用場合下，機床佈局取決於工藝路線和現場條件等因素。常見的有L型、U型和直線型、對面佈置等形式，其中三臺數控機床構成U型的佈局，由一臺機器人在場地中間進行工件轉換，這種佈局十分緊湊。
3、與機床共同完成加工工藝過程
機器人夾持工件在衝剪、折彎機上實現加工操作，不僅是簡單的上下料，而是替代了所有原來的人工作業。這比人工操作現加準確和快速，從而提高了產品質量和生產效率。尤其是徹底解決了衝壓類機床的工傷隱患。
4、獨立完成加工工序
給機器人裝上專用手爪，機器人可以完成切割、打磨、拋光、清洗等工藝過程。甚至於可以讓機器人直接夾持切削工具，對工件進行打孔、攻絲、鉚接，也可以進行切削加工。在這種情形下，機器人本身就是一臺機床。
具備視覺、觸覺的機器人可以用於組裝、零件分選等複雜工序，即使是上下料，也可以不用帶有定位裝置的專用工位器具。
給機器人裝備特殊手爪，可用於高溫環境下作業的鑄造、鍛造機械，完成取鐵水、澆注、上下熱毛坯、更換熱態的模具等人工難以直接完成的工作。
三、常見的集成四大應用舉例
此處主要以埃斯頓的應用案例闡述：
1、數控折彎機集成應用
機器人折彎集成應用主要有兩種方式。一是以折彎機為中心，機器人配置真空吸盤，磁力分張上料架、定位臺、下料臺、翻轉架形成折彎單元。二是機器人與激光設備或數控轉檯衝床、工業機器人行走軸，板料傳輸線，定位臺，真空吸盤抓手形成的板材柔性加工線。埃斯頓利用自己在機器人控制系統與機床數控系統的技術和平臺，實現無縫連接，開發折彎軟件包，對摺彎過程中機器人託料實現閉環控制。在不同折彎速度下，機器人實現自動匹配的完全跟蹤，折彎軟件包也使折彎示教時間從過去2-3天縮短到2-3小時。在開關櫃、文件櫃、電梯、防盜門等加工中得到很好應用。
2、壓力機衝壓集成應用
機器人與壓力機衝壓集成應用主要有兩種方式。一是單臺機器人衝壓上下料：通過機器人將板料從拆垛臺移送到定位臺，定位後再移送到壓力機模具中實施衝壓，衝壓結束後，通過機器人取料放入堆垛臺，實現單臺壓力機機器人自動上下料。二是機器人衝壓連線：通過多臺機器人在多臺壓力機之間建立衝壓連線。 根據加工工件成形工藝要求，需要在多臺壓力機配合加工，整條生產線由拆垛機器人，上料機器人、壓力機之間傳輸搬運機器人，尾線機器人組成。與直線座標的機械手相比，採用工業機器人更有柔性，對模具沒有等高要求，容易集成。埃斯頓利用自主壓力機控制系統和機器人控制系統無縫連接，使機器人的動作和壓力機達到最佳協調，利用現場總線，使整條生產線效率最大化，安全性更高
3、熱模鍛集成應用
熱模鍛生產線通常由兩臺模鍛壓機組成，一臺用於衝壓，另一臺用於切邊。熱模鍛機器人集成應用通常配置兩臺機器人，一臺負責將中頻爐處理後的高溫物料移送給衝壓成形模鍛壓機，另一臺負責從衝壓成形模鍛壓機取料後移送到另一臺模鍛壓機進行切邊。為防止高溫衝壓工件粘住模具，需要每次衝壓後對模具進行石墨潤滑，潤滑可以由機器人完成，也可以採用專門機構實現。由於鍛造是高溫高溼且又有石墨潤滑帶來的惡劣環境，特別要注意機器人的防護工作以及機器人本身抗熱輻射能力，埃斯頓公司機器人4-5-6軸電機在機器人大臂和小臂連接處，具有自我遠離熱輻射的結構特點。在模鍛壓機安裝電子凸輪控制系統，使模鍛壓機運行與機器人運行協調，提高加工效率，提升系統的安全性。
4、焊接應用
焊接是成形機床板材加工後道工序，機器人焊接有電阻焊和弧焊兩種類型，焊接機器人應用佔整個機器人應用的40%以上。弧焊應用是以機器人為核心，配置焊機、送絲機、焊槍、工裝夾具等組成焊接工作站。埃斯頓可提供6kg、臂長為1400、1600和2000mm的專用弧焊機器人工作站。電阻焊應用是以機器人為核心，配置點焊槍、焊接控制器、水氣單元、管線包、工裝夾具等組成點焊工作站。埃斯頓可提供220kg、臂長2600mm的專用電阻焊機器人工作站。此外，埃斯頓自動化公司為焊接應用開發專用焊接軟件包，將焊接專家工藝參數庫集成到機器人系統中，滿足各種類型需要。
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