壓鑄與鑄造零件的表麵精密加工:機器人自(zì)動化去毛刺、打磨、拋光技術及應用
07-08-2024
  壓鑄與鑄造零件的表麵精(jīng)密(mì)加工:機器人自動化去毛刺、打磨、拋光技術及應用
  機器人自動化在去毛刺、打磨、拋光領域的應用,為(wéi)壓鑄與鑄造精密零部件生產帶來質量、效率和成本上的(de)重大改進,同時也為工人提供更好的工作環境,將持續推動製造業的技術創新和產業升級(jí)。
  ——PME觀點
  壓鑄與鑄造(zào)精密(mì)零部件
  去(qù)毛刺、打磨(mó)、拋光處理
  特斯(sī)拉首用一體化壓鑄車身
  將多個零部(bù)件融為一體
  隨後各車企紛(fēn)紛跟進“卷”到飛起,一場汽(qì)車行業的技術變(biàn)革正在(zài)發生。伴隨著汽車製造需求的持續(xù)增長,壓鑄行業迎來迅猛的發展(zhǎn),而且在精密金屬零部件製造工藝日(rì)益成熟的背景下,我(wǒ)國在金屬零部件的生產製造等方(fāng)麵取得諸多進展,繼而推動金屬製品行(háng)業向高端化、精細化方向邁進。
  作為金屬製品行業的(de)重要組成部分,壓(yā)鑄行業在其中扮演了關鍵角色。特別是精密壓鑄(zhù)技術,被視為一種高效且先進的製造工藝,並持續(xù)得到(dào)國家政策的支持。如《關於推動鑄造和鍛壓(yā)行(háng)業高質量發展的指導意(yì)見》中強調了在關鍵領域實現高端鑄件、鍛件產品的突破(pò),掌握具有自主(zhǔ)知識產權(quán)的核心技術,並促進一體化壓鑄成型、無模鑄造、輕質高強合金輕量化等先進工藝技術的產業化應用。《製造業可靠性提升實(shí)施(shī)意見》中也提到了提升大(dà)型壓鑄機(jī)等產品的可靠性(xìng)水平。由(yóu)此,助力(lì)行業的整(zhěng)體進步。
  壓鑄與鑄造精密零部(bù)件
  在現代製造業中不可或缺
  涉及幾乎所有(yǒu)高科技領域。這(zhè)些(xiē)零部件以其(qí)高精度、高表麵光潔度以及能夠形成複(fù)雜形狀(zhuàng)的特性,被廣泛應(yīng)用(yòng)於多個行業。其中(zhōng),壓鑄適用(yòng)於生產大批量、形狀(zhuàng)複雜的金屬製品,通(tōng)常用於加工低熔點(diǎn)金(jīn)屬,如鋁(lǚ)合金和鋅合金。其優勢在於壓力鑄(zhù)造過程可以精確控製鑄件的尺寸和(hé)密度,確保產品的高質量和多功能性(xìng)。這使得壓鑄技術在汽車、電子、通訊和家電等行業(yè)中變得極為(wéi)重要,應用於生產如汽(qì)車發動機部(bù)件和電腦外殼等產品。
  相對(duì)而言,鑄造工(gōng)藝更適合於生(shēng)產大型、單件或小批量的金屬(shǔ)製品,常用於高熔點金屬(shǔ),如鑄鐵和鑄鋼(gāng)。鑄造對材料(liào)的適應性強,因此在機械製(zhì)造、軍工和航天等領域有著廣泛的應(yīng)用,包括工業(yè)機械配件和航空發(fā)動機部件等(děng)。值得注意的(de)是:
  壓鑄過程展示(shì)
  鑄造示意圖
  表麵精密加工技術
  使得複(fù)雜(zá)的(de)設計理念得以實現
  如上文提到的一體化(huà)壓鑄技術減少零件數量,提高產品集成度和性能。對於壓鑄與鑄造零部件而(ér)言(yán),表(biǎo)麵精密加工技術更是直接影響其性能、質量和生產成本,繼而推動(dòng)壓鑄件和精密鑄造件在(zài)汽車、航空航天、醫療設備等(děng)高新技術領域(yù)得到廣泛(fàn)應用(yòng)。
  例如,在鋁壓鑄件的生產(chǎn)過程中,盡管努力減少(shǎo),毛刺問題仍無法完全避免,這主要歸因於工作壓力和鎖模力不足等因素。隨著對毛刺的控製標準越發嚴格,加之毛刺(cì)清理過程會產生(shēng)大量粉塵,其(qí)中燃(rán)點較低的金(jīn)屬(shǔ)顆粒可能在空中漂浮,構成(chéng)安全隱(yǐn)患,傳統的人工去毛(máo)刺(cì)方法已不能滿足現代(dài)工業(yè)生產的需求。
  因此,采用自動化設備進行毛(máo)刺去除成為(wéi)一個趨勢,使(shǐ)用機器人進行去毛刺、打磨和拋光處理的效(xiào)率更高,安全性也更強。而且隨著壓鑄工藝和設備的不斷升級(jí)以及表麵精(jīng)密加(jiā)工技術的持續進步,鋁壓鑄件(jiàn)在強度(dù)、延展度和耐磨性上有了顯著提升,其應用(yòng)領域也從簡單的中小殼體結構擴展到(dào)更複雜(zá)的大型殼體。
  針(zhēn)對上述問(wèn)題,本文選取了六家行業代表性企業(yè)作為案(àn)例(lì),分析機器人去毛刺(cì)、打磨和拋光處(chù)理(lǐ)的優勢,並探討這些(xiē)企業在毛刺去除程度、效率和表麵質(zhì)量方麵達到的水平。
  01-杭州磨致機器人有限公司
  “讓打磨更簡單”
  杭州磨致機器人(rén)有限公司,作為(wéi)一家集研(yán)發、生產與銷售於一體的創新型高科技企業,專注於工業機器人打磨拋光去毛刺設備領域。公司(sī)擁有一(yī)支經驗豐富的研發團隊,深入探索國內鋁鑄件表麵處理設備的製造領域(yù),並成功(gōng)研發出一係列具有獨立知識產權的金屬(shǔ)表麵處理設(shè)備。
  其主要(yào)產(chǎn)品包括打磨(mó)拋光設備、鑄件打磨設備、機器人打磨拋光裝置、鋁壓鑄件打磨去(qù)毛刺機械等。這些產品廣泛應用於廚衛產品(pǐn)、汽摩配件、安防產品、3C、家具家電以及建(jiàn)築五(wǔ)金等行業的表麵處理工作。特別適用於惡劣環境下,如高噪音、多灰(huī)塵、難(nán)聞氣味和勞動(dòng)強度高的場合,可進行小批量到大批量的柔性(xìng)生產,不(bú)僅顯(xiǎn)著提高產品質量和生產(chǎn)效率,還能改善工廠勞動條(tiáo)件,加(jiā)速產品的更新(xīn)換代。
  MR12打(dǎ)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(dòng)工具外(wài)殼、電(diàn)機鑄件、防爆照明設備和機械配件等(děng)進行打磨、拋光、去毛刺和倒角處(chù)理,能(néng)夠滿(mǎn)足(zú)不同行業對鋁鑄件表麵處理的高標準要求(qiú)。
  其特點包括:全封閉鈑金罩殼,防止粉塵飛濺,保持工(gōng)作環境清潔;模(mó)塊化設計,便於維護和保(bǎo)養,提高工作效(xiào)率;機器人末端負載(zǎi)12kg,能夠抓取重量不超過(guò)5kg的工件進行加工;多種主軸配置,包括浮動主軸、剛性主(zhǔ)軸、氣動主軸和(hé)浮動銼刀機,以適應不同(tóng)的加工需求(qiú);智能監控功能,具備斷刀/砂帶檢測、刀具壽命管理和產能管理等功能,確保加工過程的順暢和高效;砂帶機張緊機構,采用隱藏設計(jì),具有高防塵等級和長使用壽命;雙層(céng)伺服料台,提供穩定的輸送和精確的定位,確(què)保加工精度;料台浮動功能,增強抓取適應性,提高加工(gōng)效率。
  MR12打磨去毛刺(cì)工作站(zhàn)
  02-上海捷勃特(tè)機(jī)器(qì)人有限公司
  “驅動未來工廠,順應智(zhì)能製造”
  上海(hǎi)捷勃特機器人有限公司,專注於提供工(gōng)業機器人及其(qí)應用解決方(fāng)案,以工業機(jī)器人運動控製(zhì)技術和細分市場應用(yòng)技術為核心,不斷推進技(jì)術平台(tái)和終端產品的多樣化、專業(yè)化和生(shēng)態化發展(zhǎn),致力於通(tōng)過多種途徑可靠地實現客戶價(jià)值。
  公司現有的產品線包括多關節機器(qì)人、SCARA機器人等傳統工業機(jī)器人,並正積極開發協作機器人、智能機器人(iR)、移動機器人(MR)以及針(zhēn)對特定行業的應用軟件包。此外,公司擁有先進的機器人製造、測試和追溯係統(tǒng),通(tōng)過持續(xù)的工藝(yì)創新和管理升級,確保產品質量的不斷提升。
  機(jī)器人自動化打磨去毛刺工作站
  該工作站具有多種工作台模式,包括滑動式和交換式,以及可選的影像識別無序抓取模式,增強了工作站的柔(róu)性和通用性。其標準刀具台能夠安裝不同的浮動工具,以適應各(gè)種產品需求。
  工作站還標準配置了手動(dòng)除塵收集係統,並預留了二次定位及中(zhōng)間換麵機構的位置,以便根據產品實際需求進行安裝。此(cǐ)外,工作站還可配備砂帶(dài)機來解決打磨難題,有效應對小件工具、汽車零部件、家電等小(xiǎo)型金屬(shǔ)、陶瓷、壓鑄(zhù)和澆鑄產品(pǐn)的打磨挑戰。目前(qián)捷勃特已與某鑄件廠商成功簽約,並且實際落(luò)地應用。
  機器人自動化打磨去毛刺工作站
  03-無錫盈連科技有限(xiàn)公司
  “全球領(lǐng)先的機器人力(lì)控磨拋專家(jiā)”
  盈連(lián)科技,一家專注於機(jī)器觸覺(jiào)感知控製係統和力控磨(mó)拋(pāo)設備的研發、生產與應用的國家高新技術企業(yè),其掌握的全球領先的力控磨拋技術(shù),產品涵蓋機(jī)器人力控係統、力控打磨工具、一站式力控(kòng)磨拋(pāo)解決方案(àn)及相關控製係統,成功打破了國外技術壟斷,實現了核心技術(shù)的自主可(kě)控。憑借其領先的工藝技術,盈連科技已助力200多家全球頂尖廠商實現了智能製造的(de)升級(jí)。與此同時,與20餘家機器人廠(chǎng)商共同(tóng)構建(jiàn)了產業生態圈(quān),並且與30多所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(fù)蓋,實現零門檻應用的一站式自動(dòng)化(huà)去毛刺、打磨及(jí)拋光服務,主要應用於五(wǔ)金加工、金屬加工和壓(yā)鑄件去毛(máo)刺等領域,還包括機器人、力控係統、打磨工具及相關工藝。
  其中力控打(dǎ)磨拋(pāo)光技術確保恒(héng)定的磨削力量,以獲取最(zuì)大的磨削效率;雙T位工(gōng)件翻轉變位係統使工(gōng)件能夠翻轉,減少裝夾次數(shù),提高作業效(xiào)率;回轉(zhuǎn)時間短,縮短上下料(liào)時間(jiān);耗材自動更換功能(néng)不影響打磨節拍,能自動檢測有無(wú)耗材。
  機器人(rén)力控打磨工作(zuò)站
  04-杭州龍礪智(zhì)能科技有限公司
  “專注於智能打磨技術(shù)”
  杭州龍礪智能科技有(yǒu)限公司成立於2013年,是一家專注於自動化打磨、去毛刺設備(bèi)及工業機器人研發(fā)、製造和應(yīng)用的國家級(jí)高新技術企業。公司業務涵蓋自動化技術、電(diàn)子技術、機械設計、視(shì)覺技術等多個領域,並已在全國設立12家分公司,業務覆蓋浙江、江蘇、安徽、福建、廣(guǎng)東、江西、遼寧、天津、武(wǔ)漢、重慶等省市。
  H1型雙工位(wèi)自動打磨工作站
  該工作(zuò)站采用兩台機器人、兩台砂(shā)帶(dài)機,並配備(bèi)3D、2D視覺係統、多種刀具、翻轉裝置和自動換砂紙機構,能夠應對複雜的技術要求(qiú),實現高效率的(de)打磨工作。相對於單工位打磨工作站(zhàn),該設備不僅能完成更多的中小型壓鑄件打磨需(xū)求,而且在汽車零部件(jiàn)行業、醫(yī)療器(qì)械行業、電子通(tōng)訊零部件行業及精密複合加工行(háng)業等領域具有廣泛應用。
  H1型雙工位自動打磨工作站
  工作站將兩台(tái)機器人及其打(dǎ)磨設(shè)備集成在同(tóng)一個工作站中,不僅減少(shǎo)占地麵積,提高車間空(kōng)間利用率,還能實(shí)現兩道工序在同一個工作站中(zhōng)完成,減少工件輸送時間,提高打磨效率。
  此外,該工作站能與外部輸(shū)送帶或接料框對接,減少物料運送時間。由於加入了視覺模(mó)塊,工人不需要整齊碼(mǎ)放工件,隻需(xū)將其平(píng)鋪在輸送帶上,從而降低放置物料的(de)時間。該工作站在國內外技術上處於領先地(dì)位,自(zì)2022年12月(yuè)起已開(kāi)始批量生產並(bìng)對外銷售,同時申請了國家首台套創新型設備項目。預計(jì)到2025年底,市場需求預計將達到7000台,產值約為38.5億元。
  05-廣東老安智能裝備科技有限公司
  “專注去毛刺打磨技術及相關產品的研發”
  廣東(dōng)老安智能裝備科技(jì)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(cì)、打磨和拋光技術。公司致力於為客戶提(tí)供優質的(de)產品和解決方案,秉(bǐng)承精益(yì)求精的設計(jì)理念,將機器人去毛刺打磨拋光技術推(tuī)向(xiàng)極致。其研發的(de)設備包括機器人去毛刺打磨拋光設備、柔性生產線、數控去毛刺機床,以及一係列適用於機器人和數控機床的浮動去毛刺工具,為用戶提供多行業高性能的產品,在機器人表(biǎo)麵(miàn)處理領域具有絕對的優勢(shì)。
  單/雙工位(wèi)去毛刺工作站
  憑借多年的經驗,老(lǎo)安(ān)智能裝備為(wéi)多種(zhǒng)材料類型的產品提供全麵解(jiě)決方案,尤其在有色金屬壓鑄行業項目經驗豐(fēng)富,涵蓋新能源控製(zhì)、導航儀表、發動機變速、供油係統、傳動係統、通用機(jī)械和摩托車配件等領域。
  自主研發的工(gōng)業機器人去毛刺、打磨、拋(pāo)光設備具備單/雙工位功能,可配(pèi)備自有品牌的恒力浮(fú)動(dòng)工具、自動(dòng)換耗材/砂光機、力控(kòng)砂帶機、拋光機和防(fáng)爆濕式除塵機等。該(gāi)設備實現(xiàn)了過壓接觸和恒力控製,能夠(gòu)將去毛刺、打磨、拋光三大工藝相結合,特別適用於需要(yào)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品。
  ▪整機裝備特點:工業機器(qì)人單雙工位組合,毛刺處理完成度高達99.5%;采用(yòng)快插連接,可實現10分鍾快速轉產;配備豐富可(kě)靠的(de)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(rén)可操作3-5台機台。
  ▪恒力浮(fú)動工具(jù):浮動去毛刺技術可有效(xiào)解決刀具、主軸轉速(sù)、切屑速度和機器人軌跡等因(yīn)素(sù)對去毛刺效果的影響。自2013年起,老安開始自主(zhǔ)研(yán)發恒力浮動工具,現已涵蓋12大(dà)類70多種(zhǒng),包括EFS電主軸(zhóu)、NFS氣動主軸、NFL銼刀機、FAG角磨機、SBM砂帶機(jī)、TCS耗材庫、PM拋光機、FS浮動機構、FS組合工具、FGMTC自動換耗材打(dǎ)磨機(jī)和ROSTC自動換耗材砂光機等。這些工(gōng)具構成了行(háng)業內最齊全的恒力浮動配套工具係列。
  ▪DEMW係列防爆濕式除塵機:在打磨行業中(zhōng),缺乏有效的除塵設施會導致(zhì)環境汙染(rǎn)、安全隱患以(yǐ)及工廠內部(bù)粉塵過多(duō)。老安自研的防爆(bào)濕(shī)式除塵機采用全防爆設計,包括風機、操控麵板(bǎn)、電纜和管路,專為去毛刺打磨拋光工廠而設計(jì)。該設備具有液位檢測和自(zì)動補水功能,與傳統幹式除塵機相比(bǐ),不堆積灰塵,無需清潔濾芯,極大提高了安全性。配(pèi)備通訊式壓差表,可設(shè)置壓力報警(jǐng)信號,確保除塵效果有效,適合智能工廠監控。
  DEMW係列防爆濕式除塵機(jī)
  06-上海賽威德機(jī)器人有限(xiàn)公司
  提供“機器人+”配套產品和
  個性化設計服務的綜合解決方(fāng)案
  上海賽(sài)威德機器人有(yǒu)限公司,成立於(yú)2021年(nián),專業從事EHA液(yè)壓磨拋係統、增減材一體機、以及移動機器人(rén)打磨(mó)檢測三項核心業務。公司(sī)配備了全麵的產品測(cè)試平台,能夠實現包括機器人磨拋、機器人焊接、增材製(zhì)造、移動機器人操作、智能傳感及(jí)編程等功能。
  此外,基於EHA(Electro Hydraulic Actuator)技術研(yán)發的一體化高精度(dù)、高(gāo)剛度、閉環浮動力控係列化高端打磨裝備(bèi),以及AGP(Adaptive Grinding&Polishing)自適應打磨工具、浮動電主軸工具和三角砂帶拋光工具,都為公司的技術實力提供了堅實的證明。
  AGP自適應打磨工具
  近年來,國內的打磨機器人安(ān)裝量顯示出快速上升(shēng)的(de)趨勢。在(zài)磨拋製造過程中,機器人的應用(yòng)範圍已相當廣泛(fàn),特別是在海洋工程(chéng)船舶、航空航天、能源動力等重工業領域,以及醫療器械、半(bàn)導(dǎo)體等精密加工行業。它們能夠處(chù)理從輕金屬到複合材料(liào)的各種組合(hé),涵蓋了鑄件、焊接件、增材件、拋光件等多種類型的工件。此外,對於弱剛(gāng)度工件和(hé)軟物料的操作(zuò)需求也(yě)日益增長,這進一(yī)步對打磨工具的精度、穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的技術要求。
  賽威德的AGP自適應打磨工具是一款專為協作機(jī)器人設計的高性能液壓(yā)打磨(mó)設備,其體積(jī)小巧且重量輕,極易安裝到各種(zhǒng)協作機器人的末端。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進行精密磨拋。它的即插即用和(hé)簡單部署特性使得與協作機器人的結合更加順(shùn)暢,進一步簡化了裝配和操作(zuò)過程,促進了協作機(jī)器人應用的實際落地。

  應用了賽威德液控磨拋(pāo)工具的協作機器(qì)人,能夠高效完成結構鋼、超強鋼焊(hàn)縫的打磨,以及鑄鋁(lǚ)件、鑄鐵件的打磨和不鏽鋼的拉絲拋光、自適應曲麵磨拋等金屬加工工藝。這(zhè)也表明,液控打磨頭可(kě)以(yǐ)高效解決機器人在打(dǎ)磨、拋光等工藝過程中遇到的振動和衝擊問題,克服傳統打磨頭(tóu)在重載磨拋製造中無法與協作機器人配合使用的難題。

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