Deburring Tec :取代人工 打磨机器人让工业制造提效十倍

发布时间: 09月24日 浏览次数:62

 

作为制造业中的一道基础工序,打磨抛光去毛刺不仅应用广泛,而且不可或缺。日常生活中,五金件、家电表面、手机外壳、汽车部件,正是这项工序的存在,给了我们光鲜锃亮的印象。

 

打磨抛光去毛刺通常为产品生产制程的中间工序,需应对繁多的形状、材质、表面状态等来料特征,以及不同的打磨质量要求。目前国内大部分工件打磨抛光去毛刺作业大多采用手工,或者使用手持气动,电动工具进打磨、研磨、锉等方式进行去毛刺加工,容易导致产品不良率上升、效率低下、加工后的产品表面粗糙不均匀等问题。传统的人工去毛刺噪音大,速度慢,打磨的同时会产生很大的粉尘,对人的健康造成很大危害。打磨材料容易造成工人手部劳损受伤,打磨产生的粉尘排出不及时就影响造成生产安全。所以从工艺出发,在源头提高打磨工序的良率,有着重要的意义。

 

在传统的手工方式无法满足现代化工业生产的需求下,在产品质量、生产效率和人力成本等因素的倒逼下,促使我国去毛刺&表面精加工技术领域开始朝着定制化、智能化和自动化的方向转型,打磨机器人为我国工业智能制造发展开启了一个新时代。

 

 

打磨机器人,通过编程或示教方式实现自动化,同时具备拟人形态及功能的机械装置。从事表面打磨、棱角去毛刺、焊缝打磨、内腔内孔去毛刺、孔口螺纹口加倒角、表面拉丝、研磨抛光等工作。其工作效率是人工的十倍以上。使用机器人打磨对于提高打磨质量和产品光洁度、保证其一致性、提高生产率、改善工人劳动条件等具有推动的作用,具有可高危作业、生产效率高、稳定性强、精度高等特点。

 

因此打磨机器人在工业制造领域被重点应用,有很多零件需要在焊接、铸造、成型或加工后进行后处理。例如汽车行业的发动机缸体、缸盖、变速箱壳体、汽车轮毂,经过工业机器人去毛刺、打磨、抛光后,表面入镜,锃明透亮,保证了各部件组装合成的高效率和整车出厂的高水准;航空与能源行业的发动机叶片,打磨机器人能自动跟随叶片曲面变化轨迹打磨叶片,既能保证打磨的均匀性,又不损伤叶片,实现打磨后叶片表面光滑、光洁,无须人工再做处理。3C行业的笔记本电脑、平板电脑、手机外表的完美触感也无不凝结着打磨机器人的专业劳动成果。

 

 

机器人打磨的核心技术:恒力与浮动

 

由打磨机器人(机械臂)代替人工时,需要解决考量机械臂控制打磨工具和工件之间的打磨压力,保证工艺稳定,保证切削量、粗糙度等要求在参数控制内。机器人是六轴联动位置执行机构,必须依靠辅助机构提供恒动的压力来证精准打磨。同时,为避免打磨工具过切或者接触不上,需要解决浮动问题,让磨具始终和被打磨工件保持接触。浮动工具(机器手)可通过手抓进行自动换刀,进行多工序加工、顺随加工、驱动加工,提升工件的合格率。

径向浮动工具系列

 

全球领先的机器人末端执行工具研发制造商,ATI根据机器人的打磨特点,开发了恒力浮动机构和打磨主轴一体的机器人专用打磨工具。所提供的恒力浮动工具有两大类:径向浮动打磨工具和轴向浮动打磨工具。可以弥补综合位置误差,保证打磨工具和被打磨工件保持接触,并保证接触力是按照打磨工艺要求的压力,从而保证打磨工艺稳定。

轴向浮动打磨工具系列

磨具受力分析图

 

 

国内现状:市场第一大,技术不给力

 

随着机器人技术的发展,企业现代化的生产需求,我国越来越重视打磨机器人的应用,自2013年开始,中国成为全球工业机器人第一大市场,中国工业机器人的年产量从2012年的5763台飞速增长至2019年的186943台。根据GGII预计未来几年中国抛光打磨市场规模平均增速将超过30%,到2020年市场规模将超过85亿元。

虽然中国打磨市场很大,而且每年都在增长。但是中国仍是需求市场,国外机器人占据绝对垄断地位,中国公司在机器人打磨甚至整个机器人行业占领的市场份额少之又少。目前,企业对于机器人打磨一直有所需求,但是机器人打磨却没有全面铺开,其中存在的问题,有打磨机器人产品的问题,也有应用的问题,归根结底,仍旧是技术问题。

 

中国企业想要提升国内产品的市场份额,仍要提升自己机器人的品质,以解决需求痛点为突破口,不断破解技术瓶颈,尤其攻关打磨机器人产业化的五大核心技术上——准确建立打磨过程中力/位置控制模型、提高打磨机器人刚度、自动识别工件信息和跟踪打磨头轨迹、制定最优打磨路线和打磨机器人部件模块化。

 

随着节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等新兴产业的发展,工业机器人产业也会被进一步带动起来,在机遇与挑战并存的环境下,期待我国抛光打磨机器人快速突围,合力推动中国智能制造高质量发展。

 

 

上海国际去毛刺&表面精加工技术展览会

2021.12.05-07

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