壓鑄與鑄造零件的(de)表麵精密加工:機器人自動(dòng)化去毛刺、打磨、拋光技術及應用
07-08-2024
  壓鑄與鑄造(zào)零件的表麵精密加(jiā)工:機器人自動化去毛刺、打磨、拋光技術及(jí)應用
  機(jī)器人自動化在去毛刺、打磨、拋光領域(yù)的應(yīng)用,為壓鑄與鑄造精密零部件生產帶來質量(liàng)、效(xiào)率和成本上的重大改進,同時也為(wéi)工人提(tí)供更好(hǎo)的工(gōng)作環(huán)境,將持續(xù)推動製造業的技術(shù)創新和產業升級(jí)。
  ——PME觀點
  壓(yā)鑄(zhù)與鑄(zhù)造精密零部件
  去(qù)毛刺、打磨、拋光處理
  特斯拉(lā)首用一體化壓(yā)鑄車身
  將多個零部件融為一體
  隨後(hòu)各車企紛紛跟進“卷”到飛起,一場汽(qì)車行(háng)業(yè)的技術變革正在發生。伴隨著汽車製造需求(qiú)的持續增長,壓鑄行業迎來迅猛的發展,而且在精密金屬零部件製造工藝日益(yì)成熟的背景下,我國在金屬零部件的生產製造等方麵取得諸多進展,繼而推動金屬製品行業向高端化、精(jīng)細(xì)化方(fāng)向邁進。
  作為(wéi)金屬製品行業的(de)重要(yào)組成部分,壓鑄行業在其中扮演了關鍵角色。特別是精密壓鑄技術,被視為一種高效且先進的製造工藝,並持續得到國家政(zhèng)策的支持。如《關於推(tuī)動鑄造和鍛壓(yā)行業高(gāo)質(zhì)量發展的指導意見》中強調了在關鍵領域實(shí)現高端(duān)鑄件、鍛件產品的突破,掌(zhǎng)握具有自主知識產權的核心技術,並促進一體化壓鑄成(chéng)型、無模鑄造、輕質(zhì)高強合金輕量化等先進工(gōng)藝技(jì)術的產業(yè)化應用。《製造(zào)業可靠性提升實施意見》中(zhōng)也提到了提升大型壓鑄機等產品的可靠性水平。由此,助力行業的整體進步。
  壓鑄與鑄造精密零部件
  在現代製造(zào)業中不可或(huò)缺
  涉及幾乎所有高科技(jì)領域。這些零部件以其高精度、高表(biǎo)麵光潔度以及能夠形成複雜形狀的特性,被廣泛應用於多(duō)個(gè)行業。其中,壓(yā)鑄適用於(yú)生產大批量、形(xíng)狀複雜的金屬製(zhì)品,通常用於(yú)加工低熔點金屬,如鋁合金和鋅合金。其優勢在於壓力鑄造過程可以精確(què)控製鑄件的尺寸和(hé)密度,確(què)保產品(pǐn)的高質量和多功能性。這使(shǐ)得壓鑄技術(shù)在汽車、電子、通訊和家電等行業中(zhōng)變得極為(wéi)重要,應用於(yú)生產(chǎn)如汽車發動機部件和電腦外殼等產品。
  相對而言(yán),鑄(zhù)造工(gōng)藝更適合於生產大型、單件或小批量的金屬製品,常(cháng)用於高熔點金屬,如鑄鐵和鑄鋼(gāng)。鑄造對材料的適應性強,因此在機械製造、軍(jun1)工和航天等領域有著廣泛的應用,包括工業機械配件和航空發動機部件等。值得注意的是:
  壓鑄過程展示
  鑄造示意圖
  表麵精密加工技術
  使(shǐ)得複雜的設計理念得以實現
  如(rú)上文提到(dào)的一體(tǐ)化壓鑄技術減少零件數量,提高產品集成度(dù)和(hé)性能。對於壓鑄與鑄(zhù)造零部(bù)件而言,表麵精密加工技術更是直接影響其(qí)性能、質量和生產成本,繼而推動壓鑄件和(hé)精密鑄造件在汽車、航空航天、醫療設備等(děng)高新技(jì)術領域(yù)得到廣泛應用。
  例如,在鋁壓(yā)鑄件的生產過程中(zhōng),盡(jìn)管努力減少,毛刺(cì)問題仍無法完(wán)全避免,這主要歸因於工作壓力和鎖模力不足等(děng)因素。隨著對毛刺的控(kòng)製標準越(yuè)發(fā)嚴格,加之毛刺(cì)清理過程(chéng)會產生大量粉塵,其中燃點較低的金屬顆粒可能在(zài)空中(zhōng)漂浮,構成安全隱患,傳統的人工去毛刺(cì)方法已不能滿足現代工業(yè)生(shēng)產的需求。
  因此,采用自動化設備進行毛刺去除成為一(yī)個趨勢,使用機器人進行去毛刺、打磨和拋光處理(lǐ)的效(xiào)率更高,安全性也更強。而且隨著壓鑄工(gōng)藝和設備的不斷升級以及表麵精密加工(gōng)技術的持續進(jìn)步,鋁壓鑄件在強度(dù)、延展(zhǎn)度和耐磨性上(shàng)有了顯著提升,其應(yīng)用領(lǐng)域也從簡單的中小殼體結(jié)構擴展到更複雜的大型殼體。
  針對上述問(wèn)題,本文選取了六家行業代(dài)表性企業(yè)作(zuò)為案例,分析機器人去(qù)毛刺、打磨和拋光處(chù)理的優勢,並探討這些企(qǐ)業在毛刺去除程度、效率和(hé)表麵質量方麵達到的水平。
  01-杭州磨致機器人有(yǒu)限公司
  “讓(ràng)打磨更簡單(dān)”
  杭州磨致機器人有限公司,作為一家集研發、生產與銷售於一體的創新型高科技(jì)企業,專注於工業機器人(rén)打磨拋光去毛刺設備領域。公司(sī)擁有一支經驗豐富的研發團隊,深入探索國(guó)內(nèi)鋁鑄件(jiàn)表麵處理(lǐ)設備的(de)製造領域,並成功研發(fā)出一係列具有獨立知識產權(quán)的金屬表麵處理設備。
  其主要產品包括打磨拋光(guāng)設備、鑄件打磨設備、機器人打(dǎ)磨拋(pāo)光裝置、鋁壓鑄件打磨去毛刺機械等(děng)。這些產品廣泛應用於廚(chú)衛產品、汽摩配件、安防產品、3C、家具家電(diàn)以(yǐ)及建築五金等(děng)行業的表麵處理工作。特別適用於惡劣(liè)環(huán)境下,如高噪音、多灰塵、難聞氣味和勞動強度高(gāo)的場合,可(kě)進行小批量到大批量的柔性生產,不僅顯著提高產品質量和生產(chǎn)效率,還能改善工廠(chǎng)勞動(dòng)條件,加速產品的更(gèng)新換代。
  MR12打磨去毛刺工作站
  該工作站適用於500T以下的鋁壓鑄件如(rú)電動工具外殼、電機鑄件、防爆照明設備和機械配件等進行打磨、拋光(guāng)、去毛刺(cì)和(hé)倒角處理,能夠(gòu)滿足不同行業對鋁鑄件表麵處(chù)理的高標準(zhǔn)要求。
  其特點包括(kuò):全封閉鈑金罩殼,防止粉塵(chén)飛濺,保持工作環境清潔;模塊(kuài)化設計,便(biàn)於(yú)維護和保養,提高(gāo)工作效率(lǜ);機器人(rén)末端負載12kg,能夠抓取重量不超過5kg的工件進行加(jiā)工;多種主軸配置,包括浮動(dòng)主軸、剛性主軸、氣動主軸和浮動(dòng)銼刀機,以適應(yīng)不同(tóng)的(de)加工(gōng)需求;智能監控功能,具備斷刀/砂帶檢測、刀具(jù)壽命管理和產能管(guǎn)理等功能,確保加工過程的順暢和高(gāo)效;砂帶機張緊(jǐn)機構,采用隱藏設計,具有高(gāo)防塵(chén)等級和長使用壽命;雙層(céng)伺服料台,提供穩定的輸送和(hé)精確的定位,確保加工精(jīng)度;料台(tái)浮動功能,增強抓取適應性,提高加工效率。
  MR12打磨去毛刺工作站
  02-上海捷勃特機器人有限公司
  “驅動未來工廠,順應智能製造”
  上(shàng)海捷勃特(tè)機器人有限公司,專注(zhù)於提供工業機器(qì)人及其應用解決方案,以工(gōng)業機器人運動(dòng)控製技術和細分市場應用技術為核心,不斷推進技(jì)術平台和終端產品的多樣化、專(zhuān)業化和生態化發展(zhǎn),致力於通過多種(zhǒng)途徑可靠地實現客戶價值。
  公司(sī)現有(yǒu)的產品線包括多關節(jiē)機器人、SCARA機器(qì)人等傳統工業機器人,並正積極開發協作機器人、智能(néng)機器人(iR)、移動機(jī)器人(MR)以及(jí)針對特定(dìng)行業的應用軟件(jiàn)包(bāo)。此(cǐ)外(wài),公司擁有先進的機器(qì)人製造、測試和追溯係統,通過持續的工藝創(chuàng)新和管理升級,確(què)保產品質量的不斷提(tí)升。
  機(jī)器人自(zì)動化打(dǎ)磨去毛刺工作站
  該工作站具有多種(zhǒng)工(gōng)作台模式,包括滑動式和交換式,以(yǐ)及可選的影像識別無序抓(zhuā)取模式,增(zēng)強了工作站的柔性和通用性。其標準刀具台能夠安裝不同的浮動工具,以適應(yīng)各(gè)種產品需求。
  工作站還標準配置(zhì)了手動除塵收集係統,並預留了二次定位及中間換麵(miàn)機構的位置,以便根據產品實際需求進行安裝。此外,工作站還可配備砂帶機(jī)來解決打磨難題,有效應對小(xiǎo)件工具(jù)、汽車零部件(jiàn)、家電等小型金屬、陶瓷、壓鑄和澆鑄產品的打磨挑戰。目前捷勃特已與某鑄件(jiàn)廠商成功簽約,並且實(shí)際落地應用。
  機器人自動化打磨去毛刺工作站
  03-無錫盈連科技(jì)有限公司
  “全球領先的(de)機器人力控磨拋專家”
  盈連科技,一家(jiā)專注於(yú)機器觸覺感(gǎn)知控製係統(tǒng)和力(lì)控磨拋設(shè)備的研(yán)發(fā)、生產與(yǔ)應用的國家高新技術企業,其掌握的全球領先的(de)力控磨拋技術,產品涵蓋機器人力控係(xì)統、力控打磨工具、一(yī)站(zhàn)式力控磨拋解決方案及相關控製係統,成功打破(pò)了國外技術壟斷,實現了核心技(jì)術的自主可控(kòng)。憑借(jiè)其領先的工藝技術,盈連科技已助力200多家全球頂尖廠商實現了智能製造的升級。與此同時,與20餘(yú)家機器人廠商(shāng)共同構建了產(chǎn)業生態圈(quān),並且與30多所(suǒ)高校攜手共建打磨實驗室,不斷推動著(zhe)行業的創新與發展(zhǎn)。
  機器人力控打磨工作站
  該工作站提供全場景覆蓋,實現零門檻應用(yòng)的(de)一站式自(zì)動化去(qù)毛刺、打磨及拋(pāo)光服務,主要應用於五金加工、金屬加工和壓鑄件去毛刺等領域,還包(bāo)括機器人、力控係統、打磨工具及(jí)相關工藝。
  其中力控打磨拋光技術確保恒定的磨削力量,以獲取最(zuì)大的磨削效率;雙T位(wèi)工件翻轉變位(wèi)係統使工件能夠翻(fān)轉,減少裝夾次數,提高作業效率;回轉時間短,縮短上下料(liào)時間;耗材自動更換功能不影響打磨(mó)節拍,能自動檢測有(yǒu)無耗材。
  機器人力控打磨工作站
  04-杭(háng)州龍(lóng)礪智能科技有限公(gōng)司
  “專注於(yú)智能打磨技術”
  杭州龍礪智(zhì)能科技有限公司成立於2013年,是一家專注於自動化(huà)打磨、去毛刺設備及工業機器人研發、製造和應用的國家級高新技術企業。公司業務涵(hán)蓋自動化技(jì)術、電(diàn)子技(jì)術、機械設計(jì)、視覺技術等多個領域,並已在全國(guó)設立12家分公(gōng)司,業務覆蓋浙江、江蘇、安徽、福建、廣東、江西、遼寧(níng)、天津、武漢、重慶等省市。
  H1型雙工(gōng)位自動打磨工作站(zhàn)
  該工作站采用兩台機器(qì)人、兩台砂帶機,並配備3D、2D視(shì)覺係統、多種刀具、翻轉裝置和自動換砂紙(zhǐ)機構,能夠應對(duì)複雜的技術(shù)要求,實現高效率的(de)打磨工作(zuò)。相對於單工位打磨工作站,該設備不僅能完成更多的中小型壓(yā)鑄件打磨需求,而且在汽(qì)車零部件行業(yè)、醫療器械行業、電子通訊零部件行業及(jí)精密複合加工行業等領域具有廣泛應用。
  H1型雙工位自動打磨工作(zuò)站
  工作站(zhàn)將兩台機器人及其打磨設備集成在同一個工作站中,不僅減少占地麵積,提高車間空間利用率,還能實現兩道工序在同一(yī)個(gè)工作站中完成,減少工(gōng)件輸送時(shí)間,提高打(dǎ)磨效率。
  此外,該工作站(zhàn)能與外部輸送帶或接料框對接,減少物料運送時間。由於加入了視覺模塊,工人不需要整齊碼放工件,隻需將其平鋪在輸送帶上,從而降低放置物料的時間。該工作站在國內外技(jì)術上處於領先地位,自2022年(nián)12月起已開始批量生產並對外銷售,同時申請了國家首台套創(chuàng)新型設(shè)備項目。預計(jì)到2025年底,市(shì)場需求預計將(jiāng)達到7000台,產值(zhí)約為(wéi)38.5億元(yuán)。
  05-廣東老安智能裝備科技有限公司
  “專注(zhù)去毛刺打(dǎ)磨技術及相關產品的研發”
  廣東老安(ān)智能裝備科技有限公司是一家行(háng)業領先的創新型企業,專注於機器人去毛刺、打磨和拋光(guāng)技術(shù)。公司致力於為客戶提供優質(zhì)的產品和解決(jué)方案,秉(bǐng)承精益求精的設計理念(niàn),將機器人去毛(máo)刺(cì)打磨拋光技(jì)術推向極致。其研發的設備包括機器人去毛刺打磨拋光設備(bèi)、柔(róu)性生產線、數控(kòng)去毛刺機床,以及一係列適用於(yú)機器人和數(shù)控機床的浮動去毛刺工具,為用戶提供多(duō)行業高性能的產品,在機器人表(biǎo)麵處理領域具有絕對的優勢。
  單/雙工位去毛刺工(gōng)作站
  憑(píng)借(jiè)多年的經驗,老安智能裝備為多種材料(liào)類型的產品提供全麵解決(jué)方案,尤其在(zài)有色金屬壓鑄行業項目經驗豐富,涵蓋新能源控製、導航儀表、發動機變(biàn)速、供油係(xì)統、傳動係統、通用機械和摩托車配件等領域。
  自主研(yán)發的工業機器人去(qù)毛刺(cì)、打磨、拋光設備具備單/雙工位功能(néng),可配備自有品(pǐn)牌的恒力浮動(dòng)工具、自動換耗材/砂光(guāng)機、力控砂帶(dài)機、拋光機和防(fáng)爆濕式除塵機(jī)等。該設備實現(xiàn)了過壓接觸和恒力控製(zhì),能夠將去毛刺、打磨、拋光(guāng)三大工藝相結合(hé),特別適用於需要噴塗前處理的壓鑄件外觀件、多凸點、龜裂以及有粗糙度要求的產(chǎn)品。
  ▪整機裝備特點:工業機器(qì)人單雙工位組合,毛刺處理完(wán)成度高達99.5%;采用快插(chā)連(lián)接,可實現10分鍾快速轉產;配(pèi)備豐富可靠的恒力浮動工具,兼容性強,支持模塊化安裝,滿足柔性生產需(xū)求;集中供料係統設計,一人可操作3-5台機台。
  ▪恒力(lì)浮動工具:浮(fú)動去毛刺技術可有效解決刀具、主軸轉速、切屑速(sù)度和機器人軌跡等因素對去毛刺效果的影響。自2013年起,老安開始自主研發恒力(lì)浮(fú)動工具,現已(yǐ)涵蓋12大類70多種,包括EFS電主軸、NFS氣動主軸、NFL銼刀機、FAG角(jiǎo)磨機、SBM砂帶機、TCS耗材庫、PM拋光機、FS浮動機構、FS組合工具、FGMTC自動(dòng)換耗材打磨機和ROSTC自動換耗材砂光機等(děng)。這些工具構成了行業內最齊(qí)全的恒力浮動配套工具係列。
  ▪DEMW係(xì)列防爆(bào)濕式除塵機:在打磨行業中,缺乏有效的除塵設施會導致環境汙(wū)染、安全隱患以及工廠內部粉塵(chén)過多。老安自研的防爆濕式除塵機采(cǎi)用(yòng)全防爆設計,包括風機、操控麵(miàn)板(bǎn)、電纜和管路(lù),專為(wéi)去毛刺打磨拋光工廠而設(shè)計。該設備具有液位檢測和自動補水功(gōng)能,與傳統幹式除塵機相比,不堆積灰塵,無需清潔濾芯,極(jí)大提高了安全性。配備通訊式壓差表,可設置壓力報警信號,確保除塵效果有效,適合智能工廠監控。
  DEMW係列防爆濕式除(chú)塵機(jī)
  06-上(shàng)海賽威德機器人有限公司
  提供“機器人+”配套產品和
  個(gè)性化(huà)設計服務的綜合解決(jué)方案
  上海賽威德機器人有限公司,成立於2021年,專業從事EHA液壓磨拋係統、增減材一體(tǐ)機、以及移動機器人打磨檢測三項核心(xīn)業務(wù)。公司配備了全麵的產品(pǐn)測(cè)試平台,能(néng)夠實現包(bāo)括機器人(rén)磨(mó)拋(pāo)、機(jī)器人(rén)焊接、增材製造、移動機器人操作、智能傳感及編程等功能。
  此外,基於EHA(Electro Hydraulic Actuator)技術研發的一體化高精度、高剛度、閉環浮動力控係列化高(gāo)端打(dǎ)磨裝備,以(yǐ)及AGP(Adaptive Grinding&Polishing)自適應打磨工具、浮動(dòng)電主軸工具和三角砂帶拋光工具,都為公司的(de)技術(shù)實力提(tí)供了堅實的證明。
  AGP自適應打(dǎ)磨工具
  近年來,國內的打(dǎ)磨(mó)機器人安裝量顯(xiǎn)示出快速上升的趨勢。在磨拋製造過程中,機器人的應用範圍已相當廣泛,特別(bié)是在海洋工程船舶(bó)、航空航天、能源動力等重工(gōng)業領域,以及醫療器械、半導體等精(jīng)密加工行業。它們能夠處理從輕金屬到複合材料(liào)的各種組合,涵蓋了鑄件、焊接件、增材(cái)件、拋(pāo)光件等多種類型(xíng)的工件。此外,對於弱剛度工件和軟物料的操作需求也日益增(zēng)長,這進一(yī)步對打磨工具的精度、穩定性和可靠性提出了更高的技(jì)術要求。
  賽威德的AGP自適應打磨工具是一款(kuǎn)專為協作機器人設計的高性能液壓打磨設備,其(qí)體積小巧(qiǎo)且重量輕,極易(yì)安裝到各種協作機器人(rén)的末端。能夠提供穩定可靠的打磨力,協助協作機器人對各類金屬和非金屬材料(liào)進行精密磨拋。它的即插即用和簡單部署特性使得與(yǔ)協作機器人(rén)的結合(hé)更加順(shùn)暢,進一步簡化了裝配和操作過程,促(cù)進了協作機器人(rén)應用的實際落地。

  應用了賽威德液控磨拋工具的協作機器人,能夠高效完成(chéng)結構鋼、超強鋼焊縫的打磨,以及鑄鋁件、鑄鐵件的打磨和不鏽鋼(gāng)的拉絲拋光、自適應曲麵(miàn)磨(mó)拋等金屬加工工藝。這也表(biǎo)明,液控打磨頭(tóu)可以高效解決機器人在打磨、拋光等工(gōng)藝過程中遇到的振動和衝擊問題,克服傳(chuán)統打磨頭(tóu)在重載磨拋(pāo)製造中無(wú)法與協作機器人配合使用的難題。

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