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机器人力控去毛刺打磨抛光主轴动力头

发表时间 :2019-02-22

工业机器人去毛刺打磨抛光在国内外的应用现状

目前国内大部分工厂甚至大型的汽车发动机制造公司的发动机外壳、车身等工件去毛刺打磨抛光加工作业大多采用手工或者使用手持气动,电动工具进打磨、研磨、锉等方式进行加工,容易导致产品不良率上升,而且效率非常低下,并且出现加工后的产品表面粗糙不均匀等问题。也有一部分厂家开始使用机器人安装电动或气动工具进行自动化打磨,与手持打磨比较,机器人去毛刺能有效提高生产效率,降低成本,提高产品良率,但是由于机械臂刚性,定位误差等其他因素,采用机器人夹持电动,气动工具去毛刺针对不规则毛刺处理时容易出现断刀或者由于力度不均对工件造成损坏等情况发生。

近年来在欧美发达国家已经广泛使用的力控浮动工具(Compliant  Force Control Tool能够在轴向或360度内径向实现力控浮动,这一新型力控工具的出现解决了机器人去毛刺打磨抛光主轴工具问题;力控浮动去毛刺打磨抛光工具在进行难加工的边、角、交叉孔等不规则形状毛刺及面的打磨抛光能让浮动机构和刀具能针对工件毛刺面采取顺随加工(compliant  deburring),模拟人手进行柔性去除毛刺打磨抛光,能有效避免造成刀具和工件的损坏,吸收工件及定位等各方面的误差,同时提高精度。

机器人去毛刺浮动工具能通过快换接口进行自动换刀,进行多工序加工,也可从经济角度出发使用法兰或者其他方式与机器人连接,同时这种浮动工具也能方便地安装在数控加工中心上使用。

 

 

工业机器人去毛刺打磨抛光的优点及我国应用的迫切性

由于去毛刺打磨抛光工况相对都是比较恶劣的,打磨产生的火花、粉尘及噪音严重影响工人的身心健康;工人无法长时间集中精力从事紧张、重复的劳动,容易发生工伤事故; 人工打磨质量要依照工人经验去判断好坏,使得打磨质量无法得到保证;熟练工的缺失,工效低下且招工困难;人工成本不断抬高,而且恶劣的工作环境必须为工人支付更高的薪酬,这些使得机器人换人成为必然趋势且迫在眉睫!

和人相比,机器人打磨抛光去毛刺的优势不言而喻:

1、密闭式的机器人工作站,将高噪音和粉尘与外部隔离,减少环境污染;

2、操作工不直接接触危险的加工设备,避免工伤事故的发生;

3、机器人能保持产品加工精度的一致性,不仅保证了质量的可靠,而且降低了废品率;

4、机器人替代熟练工,不但降低人力成本,而且也不会因为操作工的流失而影响交货期;

5、机器人可24小时连续作业,生产效率大福提高。

6、可再开发性,用户可根据不同样件进行二次编程,缩短产品改型换代的周期,减少相应的投资设备;

 

为什么不能使用通常的刚性工具如普通电主轴、气动主轴等安装在机器人上实现去毛刺打磨抛光? 

需要机器人去毛刺打磨抛光的工件一般都是铸造,由于模具精度等各方面因素,铸件总会存在铸造飞边、分模线和铸造尺寸公差和形位公差;如果采用刚性工具去毛刺打磨抛光, 就必须精确控制机器人的运动轨迹以拟合工件边沿;由于机器人的定位精度比较高,这样如果有1000个工件就必须有1000个程序来拟合工件外形,否则就会伤及工件本体或者根本没有将毛刺去除,而这是不可能的!这就必须采用一种特殊工具力控浮动工具(Compliant  Force Control Tool)来实现!

 

机器人去毛刺打磨抛光工具的分类

1)按力控及是否闭环控制分为:被动式 Passive Compliance和主动式 Active Compliance                                    

主动式适用于复杂曲面的打磨抛光;被动式适用于平面的打磨抛光和去毛刺!

2)按驱动方式分为:电主轴和气动主轴;

3)按浮动机构的浮动方式:气浮动和弹簧(橡皮)浮动;需要说明的是去毛刺主轴高端产品都是气浮动气驱动,只有低端产品采用弹簧橡皮等浮动机构才采用电动驱动;并且这种浮动机构根本达不到恒力效果,使用寿命也非常有限!


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