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好马配好鞍,打磨机器人给制造业带来哪些惊喜?

2018/01/19 09:00   |    阅读量:1216   |    来自: RSE

【导语】 2018年3月29-4月1日,第19届深圳机械展(SIMM)暨2018深圳国际机器人及工厂智能化展(RSE2018)携手国内外知名机器人品牌,带来应有于3C、汽车、模具、五金等相关行业的工业机器人打磨的最新设备、技术及解决方案。

打磨机器人是把生产线上用于抓取物料的夹具安装在机器人手臂上,由机器人去完成打磨作业。

传统的铸件抛光打磨耗费时间长、产品质量得不到有效保证,且作业环境较恶劣,因抛光毛刺引发的空气、噪声染污会严重损害操作者的身心健康。此时,使用抛光打磨机器人不仅能减少工人的安全隐患,有效提高产品质量及合格率,柔性化的生产制造可以有效实现降本增效,同时对于绿色工厂的打造具有重要的战略意义。

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抛光打磨机器人在国外应用时间相对更长,近年来国内也开始逐渐重视并发展。目前在汽车零部件、陶瓷卫浴行业、家电行业、工业零部件、医疗器械等行业已经有较为成熟的应用。但相对焊接、搬运码垛等机器人应用来说,中国工业机器人抛光打磨应用规模还比较小。

GGII统计数据显示,2016年中国抛光打磨机器人销量约1700台,相较于全年机器人销售量10万台,抛光打磨机器人市场有很大的成长空间。据GGII预计,未来四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。


█ 机器人抛光打磨的作业原理

机器人抛光打磨,其实是机器人+抛光打磨,即用机器人替代人工做抛光打磨工作。主要用于工件的表面打磨,棱角去毛刺,焊缝打磨,内腔内孔去毛刺,孔口螺纹口加工等工作。其核心是抛光打磨工艺方法+机器人系统的运动控制技术。


█ 机器人抛光打磨工作站的构成

一套机器人抛光打磨工作站是一个相对独立的模块化系统,一般是由机器人系统(包括示教器、控制柜、机器人本体)、恒力传感装置(包括压力传感器等)、磨头组件(包括铣削、磨削、抛光工艺加工的铣刀、磨头、抛光轮等,满足粗、细、精等工艺加工)、夹持工装(气爪等工件定位支撑装置)、磨削处理装置、安全保护装置(包括安全防护围栏等)、整站控制系统(包括PLC、触摸屏、I/O通讯模块等等)等部分组成。可以在计算机的控制下实现连续轨迹控制和点位控制。

其中,机器人系统是整个抛光打磨系统中的主要执行者,恒力传感装置是自适应补偿功能的保证者,磨头组件是抛光打磨的末端工具,夹持工装是整个系统相对位置的定位者,磨削处理装置是整个系统的环境保护者,安全保护装置是整个系统的安全保护者,整站控制系统是工作站内各组件相互通信逻辑判断和调度者。


█ 机器人抛光打磨工作站的工作流程

抛光打磨机器人按照对工件的处理方式的不同可分为工具型打磨机器人(磨头在机器人侧)和工件型打磨机器人(工件在机器人侧)两种。具体的工作流程为:

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█ 机器人抛光打磨工作站的技术要点

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工业机器人应用中的搬运码垛上下料、装配、焊接等相对已经成熟,但在抛光打磨等领域,特别是对于精度有一定要求的抛光打磨,使用工业机器人,并非易事,需要时间沉下来去琢磨。目前机器人抛光打磨工作站的技术要点包括以下几个方面:

1、机器人柔顺运动控制

学术界将机器人受外部环境约束时,运动控制和力/力矩的调节策略称之为机器人的柔顺运动控制。柔顺控制目前有两类,即主动柔顺和被动柔顺。目前主流的研究方向是在主动柔顺方面,而被动柔顺在应用层面具有简单经济等特点。显然,加工精度要求越高,就越需要主动柔顺方面的研究进行深入。

2、机器人的恒力控制

抛光打磨又是一项对作用力极其敏感的作业工序,力的大小差异、力的方向角度差异、力的作用时长差异,均会带来加工效果的差异。对于精度要求较高的工件而言,抛光打磨要求做到位置、力度、速度等方面的稳定精准。而做到这样的稳定恒力,就要求配套方面具备如下条件:

● 具有稳定性能的恒力传感装置,以保持打磨工件的一致性,保证打磨精度;

● 具有可靠刚度精度的特定型号机械臂,以适应工具打磨形成的冲击力;

● 满足打磨需要的功效和光洁度的末端执行装置的电主轴功率、转速。

3、抛光打磨的工艺

抛光打磨的工艺与工件材质、工件形状、工件加工精度要求都密不可分,具体工艺涉及到打磨刀具的选择、研磨材料的配置、曲面路径的规划、磨头与工件的接触位姿角度、行进速度、补偿余量、磨轮转速等等,其实很多是依靠经验积累而得。


█ 工业机器人名企纷纷提供打磨相关解决方案

近年来随着应用技术的逐步成熟,工业机器人抛光打磨的应用增长速度高于全国工业机器人应用增长的平均水平,且正在呈现上升趋势。正因如此,国内外机器人品牌近年来纷纷着手该领域发展。接下来,SIMM小编将和您介绍一下目前国内外专注于制造业打磨的企业及厂商,以及他们的代表性解决方案。


 1 

发那科

发那科的ROBOGUIDE离线编程技术可以把机器人的数据、周边的产品数据导入系统,按照现实状况进行布局;然后把程序编好,再把程序导出来,如此就可做到每个加工点的精确控制,保证打磨出的产品效果。

M-20iA机器人手持工具对工件进行打磨,通过与外壳仿形的托盘实现准确的工件重复定位,每个托盘装载10个工件,配置自动换砂纸装置,机器人自动换砂纸。


 2 

安川

安川机器人活跃在世界各国的焊接、搬运、装配、喷涂以及放置在无尘室内的液晶显示器、等离子显示器和半导体制造的搬运搬送等各种各样的产业领域中。

安川的打磨机器人配置了压力输出功能,可以进行位置停止检出,位控精度可以控制在三十毫米的范围内;此外,安川还采用了触摸屏来控制伺服系统,从而实现了高速应答和简单操作。 

2017年7月,安川推出了易于打磨的新一代的GP系列机器人,GP系列由MOTOMAN-GP7、MOTOMAN-GP8构成,含配套新一代控制柜YRC1000,适用于3C、家电等一般行业的搬运、组装、研磨等工序。


 3 

爱普生

作为水平多关节工业机器人领域的领先企业,爱普生机器人在中国地区推广的产品主要以4轴工业机器人、6轴工业机器人为主,同时提供业内通用的工业机器人(机械手)附件。


手机壳抛光打磨解决方案

应用行业:3C、汽车零部件

配置:爱普生机器人C4-A601S/RC700+爱普生压力传感器+柔性抛光工具

优势:高良品率,保证产品的一致性;提高产能和效率,同时降低成本和废品率;换线效率高,可满足小批量、多种类产品的打磨抛光需求;改善工作环境,避免打磨环境影响身体健康。


 4 

华数机器人

从2016年开始至今,华数重点突破了机器人本体、控制器及离线编程技术,实施了一批实际工程项目。目前,华数已经拥有了全面的3C领域打磨解决方案。


手机壳及笔记本壳自动打磨站


工作站包括手机壳和笔记本领域自动打磨工作站,由JR612机器人、打磨槽、打磨头、扯砂纸机构、换砂纸机构以及机械定位系统组成。利用离线编程技术规划曲面及小圆角轨迹,可完成CNC成型及冲压成型的手机壳和笔记本壳精准打磨抛光工作。该工作站能够在3C金属件打磨抛光领域拥有极好的应用价值,一次性解决人工打磨的大量不足。

特点:打磨产品质量一致性好、良品率高、速度快、适合多种产品、通用性强。


 5 

配天机器人

配天的产品外壳打磨抛光系统,适用于多种产品外壳表面、边线的打磨和抛光。目前,配天机器人已经广泛应用于打磨抛光领域,如五金件、压铸件、陶瓷制品、石材等打磨抛光工序。

手机壳打磨方案

配天手机壳打磨方案采用配天AIR6P机器人进行手机背盖的自动打磨抛光,并配合一体化控制柜、3D离线编程软件,实时显示打磨轨迹。目前市场上大众所能看到的主流拼牌手机零部件制造厂商,大约有50%以上是来自这套手机打磨方案服务。


 6 

珞石机器人

珞石机器人是一家集研发、生产、应用于一体的工业机器人供应商,自创立伊始便专注于机器人产品的研发与技术突破,迄今为止已取得国内外研发专利及科技大奖共计50多项,推出的产品获得业界人士的广泛认可,迅速成长为中国轻型工业机器人的领军企业。

手机打磨单元

这款运行流畅自如的打磨工作站,是珞石机器人高性能的运动控制、专用螺旋线打磨指令控制下,以高刚性的本体集成设计而成,可实现安全、稳定、高效的打磨作业。

2018年3月29-4月1日,第19届深圳机械展(SIMM)暨2018深圳国际机器人及工厂智能化展(RSE2018)携手国内外知名机器人品牌,带来应有于3C、汽车、模具、五金等相关行业的工业机器人打磨的最新设备、技术及解决方案。

展期会议预告

值此行业变革的关键时期,为促进国内制造业企业产业链的健康发展,为业内提供最真实的行业信息,深圳机械展联合高工机器人开展第五届智能制造及机器人应用技术主题论坛【3C家电专题】,一场行业的饕餮盛宴即将盛大来临。 点击【免费报名】参加

第三届机器人+3C家电终端应用大会暨第三届机器人终端行业全国巡回调研活动启动仪式

时间:2017年3月30日10:00-16:00

地点:深圳会展中心五楼茉莉厅

主办机构:SIMM深圳机械展,高工机器人

大会特色:

【深度分析】高端论坛、供需对接会,高强度聚焦3C家电终端市场,立体呈现机器人产业生态与未来;

【高工前沿】高工机器人3C家电行业巡回调研路线发布,深入终端行业热点与痛点;

【媒体聚焦】整合资源平台,主流媒体现场报道;

【应用终端】供需分享,行业探讨;

【精准数据】将汇集机器人国内外知名企业高层、行业资深专家、主流媒体机构等超过300位机器人领域精英。







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