壓鑄與鑄造零件的表麵精密加工:機器人自動化去毛刺、打磨、拋光技術及應用
07-08-2024
  壓鑄與鑄造零件的(de)表麵精密(mì)加工:機器人自動化去毛刺、打磨、拋光技術(shù)及應用
  機器(qì)人自(zì)動化在去毛刺、打磨、拋光領域的應(yīng)用,為壓鑄與鑄造精密零部(bù)件生產帶來質量、效率和成本上的重大改進(jìn),同時也為工人提供更好的工作環(huán)境,將持續推動(dòng)製造業的技術創新和產業升級。
  ——PME觀點
  壓鑄與(yǔ)鑄造精密零部件
  去毛刺、打磨、拋(pāo)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
  隨後各車企紛紛跟進“卷”到飛起,一場(chǎng)汽車行業的技術變革正在發生。伴隨(suí)著汽車製造需求的持續增長,壓鑄行(háng)業迎來(lái)迅猛的(de)發展,而且在精密金(jīn)屬零部件製造工藝日益成熟的背景下,我國在(zài)金屬零部件的(de)生產製造等方麵取得諸多進(jìn)展,繼而推動金屬製品行業向高端(duān)化、精細化(huà)方向邁進。
  作為金屬製品行業的重要組成部分,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(cè)的支持。如《關於推動鑄造和鍛壓行業高質量(liàng)發展的指導意見》中強調了(le)在關鍵領域實現高端鑄件、鍛件產品的突破,掌握具有自主知(zhī)識產權(quán)的核心技術,並促進一體化壓鑄成型、無模鑄(zhù)造(zào)、輕(qīng)質高強(qiáng)合金輕量化等先進工藝技(jì)術的產(chǎn)業化應用。《製造(zào)業(yè)可(kě)靠(kào)性提升實施意見》中也提到了提升大型壓鑄機等產品的可(kě)靠性水平(píng)。由此,助力行業的整體進步。
  壓鑄與鑄造精密(mì)零部件
  在現代製造業中不(bú)可或缺(quē)
  涉及(jí)幾乎所有高科技(jì)領域。這些零部件以其高精度、高表麵(miàn)光潔度以及能夠形成複雜形狀的特性,被廣泛應用於多個行業。其(qí)中,壓鑄適用(yòng)於生產大批量、形狀複雜的(de)金屬製品,通常用於加工低熔點金屬,如鋁合金和鋅合金(jīn)。其優勢在於壓力鑄造(zào)過程可以精確控製鑄件的尺寸和密(mì)度,確保產品的高質量和多功(gōng)能性。這使得(dé)壓(yā)鑄技術在汽車、電子、通訊和家(jiā)電等(děng)行(háng)業中變得極為重要(yào),應用於生產如(rú)汽車發動機部件和電腦外殼等產品。
  相對而(ér)言,鑄造工藝更適合於生產大型、單件或小(xiǎo)批量的金屬製品,常用於高熔點金屬,如鑄鐵和鑄(zhù)鋼。鑄(zhù)造對材(cái)料的適應性強,因此在機械製造、軍工(gōng)和航天等領域有著廣泛的應用,包括(kuò)工業機械配件和航空發動機部件等。值得注意的是:
  壓鑄過(guò)程展(zhǎn)示
  鑄造示意圖
  表麵精密(mì)加工(gōng)技術
  使得複雜(zá)的設計理(lǐ)念得以實現
  如上文提到的一體化壓鑄技術減少(shǎo)零件(jiàn)數量,提高產品集成度和性能。對(duì)於壓鑄與(yǔ)鑄(zhù)造零部件而言,表麵精密加工技術更是直接影響其(qí)性能、質量(liàng)和生產成(chéng)本,繼而推動壓鑄件和精密鑄造件在汽車、航空航天、醫療設備等高新技術領域得到廣泛應用。
  例如,在鋁壓鑄件的生產過程中,盡管努(nǔ)力減少,毛(máo)刺(cì)問題仍(réng)無法完全避免,這主要(yào)歸因於工作壓力和鎖模力不足等因素。隨著對毛刺(cì)的控製標準(zhǔn)越發嚴格,加之毛刺清理過(guò)程會產生大(dà)量粉塵,其(qí)中燃點較低的金屬顆粒(lì)可能在空(kōng)中漂浮(fú),構成安全隱患,傳統的人工去毛刺方法(fǎ)已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代工業生產(chǎn)的需求。
  因此(cǐ),采用(yòng)自動化設備進行毛(máo)刺去除成(chéng)為一個趨勢,使(shǐ)用機器人進行(háng)去(qù)毛刺、打磨和拋光處理的效率更高,安全性也更強。而且隨著(zhe)壓鑄工藝和設備的(de)不斷升級以及表(biǎo)麵精密加(jiā)工技術的持(chí)續進步,鋁壓鑄件在強度、延展度和耐磨性上有了顯著提升,其應用領域也從簡單的中小殼(ké)體結構擴展(zhǎn)到(dào)更(gèng)複雜的大型殼體。
  針對上述問題,本文(wén)選取了六家行(háng)業代表(biǎo)性企業作為(wéi)案例,分析機器人去毛刺、打磨和拋光處(chù)理的優勢,並探討這些企業在毛(máo)刺去除程度(dù)、效率和表麵質量方麵達到的水平。
  01-杭州磨致機器人有限公司
  “讓(ràng)打磨更簡單”
  杭州磨致機器人有限公司,作為一家集研發、生(shēng)產與銷(xiāo)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(cì)設(shè)備領域。公司擁有一支經驗豐富的研發團隊,深入探索國內鋁(lǚ)鑄件(jiàn)表麵處理設備的製造領域,並成功研發出一係列具有獨立知識產(chǎn)權的金屬表麵處理設備。
  其主要產(chǎn)品包括打(dǎ)磨拋光設備、鑄件打磨設備、機器人打磨拋光裝(zhuāng)置、鋁壓(yā)鑄件打磨去(qù)毛刺機械(xiè)等。這些產品廣泛應用於廚衛產品、汽摩配件、安防產品、3C、家具家電(diàn)以及建築五金等行業的表麵處(chù)理工作。特別(bié)適用於惡劣環境下,如高噪音、多灰塵、難聞氣(qì)味和勞動強度高的場合,可進行(háng)小批量到大批量的柔性(xìng)生產,不僅顯著提高產品質量和生產效率(lǜ),還能改善工廠勞動條件,加速(sù)產品的更新換代。
  MR12打磨去毛刺工作站
  該工作站適(shì)用於500T以下的鋁壓鑄件如電(diàn)動工具外殼、電機鑄件、防爆照明設備和機械配(pèi)件等進行打磨、拋光、去(qù)毛(máo)刺和倒角處理,能夠滿足不同行(háng)業對鋁鑄件表(biǎo)麵處理的高標準要求。
  其特點包(bāo)括:全封閉鈑金罩殼,防(fáng)止(zhǐ)粉塵飛濺,保持工作環境清潔;模塊化設計,便於維(wéi)護和(hé)保養,提高工作效率;機器人末(mò)端負載12kg,能夠(gòu)抓取重(chóng)量不超過5kg的工(gōng)件進行加工;多種主軸配(pèi)置,包括浮動主軸、剛性主軸、氣動主軸和浮動銼刀機(jī),以適應不同的加工需求;智能(néng)監控功能,具備(bèi)斷刀/砂帶檢(jiǎn)測、刀(dāo)具壽命管理和產能管理等功能,確保加工過(guò)程的順暢和高效;砂帶機張緊機構,采用(yòng)隱藏設計,具有高防塵等級和長使用壽命;雙層伺服料台,提供穩定(dìng)的輸送和精確的定位,確保加工精度;料台浮動功能,增(zēng)強抓取適應性,提高加工效率。
  MR12打(dǎ)磨去毛刺(cì)工作站
  02-上海捷勃特機器人有限公司
  “驅動(dòng)未來工廠,順應智能製造(zào)”
  上海捷勃特機器人有限公司(sī),專注(zhù)於提(tí)供工(gōng)業機器人及其應用解決方案,以工業(yè)機器(qì)人運動控製技術和細分市場應用技術為核心(xīn),不斷推進技術平台和終端產品的多樣化、專業化和生態化發展,致力於通過多種途徑(jìng)可靠地實(shí)現客戶價值。
  公司現有的產品線包(bāo)括多關節(jiē)機器人、SCARA機器人等傳統工業機器人,並正積(jī)極開發協作機器人、智能機器人(iR)、移動機器人(MR)以及針對特定行業的應用軟件包。此外,公司(sī)擁有先(xiān)進的機器人製造、測試和追溯係統(tǒng),通過持續的工藝創新和管理升級,確保產品質量的不斷提升。
  機器人自動(dòng)化打磨去毛刺工作站
  該工作(zuò)站具有多(duō)種(zhǒng)工作台模式,包括滑動(dòng)式和交換(huàn)式,以及可選的影像識(shí)別無序抓取模式,增強了工(gōng)作站的柔性和通用性。其標準刀具台(tái)能夠(gòu)安裝不同的浮動工具,以(yǐ)適應各種(zhǒng)產品需求。
  工作站還標準配置了手動除塵收集係統,並預留了二次定位(wèi)及(jí)中間換麵機構的位置,以便根據產品實(shí)際需求(qiú)進行安裝(zhuāng)。此外,工作站還可配備砂(shā)帶機來解決打磨難題,有效應對小件工具、汽車零部件、家電等小型金屬、陶瓷(cí)、壓鑄和澆鑄產品的打磨挑戰。目前捷勃特已與某鑄件廠商成功簽(qiān)約,並且實際落地應用。
  機器人自動化打磨去(qù)毛刺工作站
  03-無(wú)錫盈連科技(jì)有限公司
  “全球(qiú)領先的機(jī)器(qì)人力(lì)控磨拋專家”
  盈連科技(jì),一家專(zhuān)注於機器觸覺感知控(kòng)製係統和力控磨拋設備的研發、生產與應(yīng)用(yòng)的國家高新技術企業,其(qí)掌握(wò)的全球領先的力控磨拋技術,產品(pǐn)涵蓋機器人力控係統、力控打磨工具、一站式力控磨拋解決方案及相關控製係統,成功打破了國外技術壟斷,實現了核心技術的自主可控。憑借其領先的工藝技術,盈連科(kē)技已助力200多(duō)家全球頂尖廠商實現了智(zhì)能製造的升級。與此同時,與20餘家機器人廠商共同(tóng)構建了產業生態(tài)圈,並且與30多所高校攜手共建打磨實驗室,不斷推動著行(háng)業的創新(xīn)與發展。
  機器人力控(kòng)打磨(mó)工作(zuò)站
  該工作站提供全場景覆蓋,實現零門檻應用的一站式(shì)自動化去毛刺、打磨及拋光服務,主要應用於五金加工、金屬加工和壓鑄件去毛刺等領域,還(hái)包括(kuò)機器人、力控係統、打(dǎ)磨工具及相關工藝。
  其中力控打磨拋光技術確保恒定的(de)磨削力量,以獲取最大的磨削效率;雙T位工(gōng)件翻(fān)轉變位係統使工件能夠翻轉,減少裝夾次數,提高作業效率;回轉時間短,縮短上下料時間;耗材自動更換功能不影響打磨節拍,能自動檢測有無耗材。
  機器人力控打磨(mó)工作站(zhàn)
  04-杭州(zhōu)龍(lóng)礪智能科技(jì)有限公司
  “專注於(yú)智能(néng)打磨技術”
  杭州龍礪智能科(kē)技有(yǒu)限公司成立於2013年,是一家專注於自動化打(dǎ)磨、去毛刺設備及工業機器人研發、製造和應用的(de)國家(jiā)級高新技術企業。公司業務(wù)涵蓋自動化技術、電子(zǐ)技術、機械設計、視(shì)覺技術等多個領域,並已在全國設立(lì)12家分公司,業務覆蓋浙江、江蘇、安徽、福建、廣東、江西、遼寧、天津、武漢、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(jī)器人(rén)、兩台砂帶機,並配備3D、2D視覺係統、多種刀具、翻(fān)轉裝置和自動換砂紙機構,能(néng)夠應對複雜的技術要求,實(shí)現高效(xiào)率的打磨工作(zuò)。相對於單工位打磨工(gōng)作站,該設備不僅能完成更(gèng)多的中小型壓鑄件打磨需求(qiú),而且在汽車零部件行(háng)業、醫療器械行業、電子通訊零部件行業(yè)及精密複合加工行業等領域具(jù)有(yǒu)廣泛應用。
  H1型雙工(gōng)位自動打磨工(gōng)作站
  工作站將(jiāng)兩台機器人(rén)及其打磨設(shè)備集成在同一個工作站中(zhōng),不僅(jǐn)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個工作站(zhàn)中完成,減少工件輸送時間,提高(gāo)打磨(mó)效率(lǜ)。
  此外,該工作站能(néng)與外部輸送帶或接料框對(duì)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(fàng)工件,隻需將其平鋪在(zài)輸送帶上,從而降(jiàng)低放置物料的(de)時間。該工作(zuò)站在國(guó)內外技術上處於領先地(dì)位,自2022年12月起已開始批量生產並對(duì)外銷售,同時申請了(le)國家(jiā)首台套創新型設備(bèi)項目。預(yù)計到2025年底,市場需求預計將達到7000台,產值約(yuē)為(wéi)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(yán)發”
  廣東老安智能裝備科技(jì)有限公司是一(yī)家行(háng)業領先(xiān)的創新型企業,專注於機器人去毛刺、打磨和拋(pāo)光技術(shù)。公司致力於為客戶提供優質的產品和解決方案,秉承精益求精的設計理念,將機器人去毛刺(cì)打磨拋光(guāng)技術推向極致。其研發的設備包括機器(qì)人去毛刺打磨(mó)拋光設備(bèi)、柔性生產線、數控去毛刺機床,以及一(yī)係列適用於機器人和數控機床的浮動(dòng)去毛刺(cì)工具,為用戶提供多行(háng)業高性能的產品,在機器人(rén)表麵處理領域具有絕對的(de)優勢。
  單/雙(shuāng)工位去毛刺工(gōng)作站
  憑借多年的經驗,老(lǎo)安智能裝備為多種材料類型的產品提供全麵解(jiě)決方案(àn),尤(yóu)其在有色金屬壓鑄行業項(xiàng)目經驗豐(fēng)富,涵蓋新(xīn)能源控製、導航儀表、發動機變速、供油係統(tǒng)、傳動係統、通用機械和摩托車配件等領域。
  自主研發的工(gōng)業機器人去毛刺(cì)、打磨、拋光設備具備單/雙工位功能,可配備自有品牌(pái)的恒力浮動工具、自動換耗材/砂光機、力控砂帶機、拋光機和防爆濕式除塵機等。該(gāi)設備實現了過壓接觸和恒力控製(zhì),能夠將去毛刺、打磨、拋(pāo)光(guāng)三大工藝相(xiàng)結合,特(tè)別適(shì)用於需要噴塗前處理的壓鑄件外觀(guān)件、多凸點、龜裂以及(jí)有粗糙度要求的(de)產品。
  ▪整機裝備特點:工業機器人單雙工位組合,毛刺處理完成度高達99.5%;采(cǎi)用快插連接,可實現10分鍾快速轉產;配備豐富可(kě)靠的恒力浮動工具,兼容性強,支持(chí)模塊化安裝,滿足柔性生產需求;集中供料係統設計,一人可操作3-5台機台。
  ▪恒力浮動工具:浮動(dòng)去毛刺技(jì)術可有效解決刀具、主軸轉速、切屑速度和機器(qì)人軌跡(jì)等因(yīn)素對去毛刺(cì)效果(guǒ)的影響。自2013年起,老安開始自主研發恒力(lì)浮動工具,現已涵蓋12大類70多種,包括EFS電主(zhǔ)軸、NFS氣動主軸、NFL銼刀機、FAG角磨機、SBM砂帶機、TCS耗材庫、PM拋光(guāng)機、FS浮(fú)動機構、FS組合工具、FGMTC自動換耗(hào)材打磨(mó)機和ROSTC自動換耗材砂光機等。這些工具構成了行業內最齊(qí)全的恒(héng)力浮動配(pèi)套工具係列。
  ▪DEMW係列防爆濕式除塵機:在打磨行業中,缺乏有效的除塵設施會導(dǎo)致環境汙染、安全隱(yǐn)患以及工(gōng)廠內部粉塵過多。老安自研的防爆濕式除塵機采(cǎi)用全防(fáng)爆設計(jì),包括風機、操控麵板、電纜和管路,專為去毛刺(cì)打磨拋光工廠而設計。該設備具有液位(wèi)檢測和自動補水功能,與傳(chuán)統幹(gàn)式(shì)除塵機相(xiàng)比,不堆積灰塵,無(wú)需清潔濾芯,極大提高了安全性。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(shì)合智能工(gōng)廠監控。
  DEMW係列防爆濕(shī)式除塵機
  06-上海賽威德機器人有(yǒu)限公司
  提供“機器(qì)人+”配(pèi)套產品和
  個性化設計服務的綜合(hé)解決方案(àn)
  上海賽威德機器人有(yǒu)限(xiàn)公司(sī),成立於2021年,專業從(cóng)事EHA液壓磨拋係統、增減材(cái)一體機、以及移動(dòng)機器人打磨檢測三項(xiàng)核心業務。公(gōng)司配備(bèi)了(le)全麵的產品測試平台(tái),能夠實現包括機器人磨拋、機器(qì)人焊接、增材製(zhì)造、移(yí)動機器人(rén)操作、智能(néng)傳感及編程等功能。
  此外(wài),基於EHA(Electro Hydraulic Actuator)技(jì)術研發的一體化高精度、高剛度、閉(bì)環浮動力控係列化高端(duān)打磨裝備,以及AGP(Adaptive Grinding&Polishing)自(zì)適(shì)應打磨(mó)工具、浮動電(diàn)主軸工具和三角砂帶(dài)拋光工具,都為公(gōng)司的技術實力提供(gòng)了堅實的(de)證(zhèng)明。
  AGP自適應打(dǎ)磨工具
  近年來,國內(nèi)的(de)打磨機器(qì)人安裝量顯示出快速上升的趨勢。在磨拋製造過程中,機器人的應用(yòng)範圍已相當(dāng)廣泛,特別是在海(hǎi)洋工程船舶、航空航天、能源動力等重工業領域,以及醫療器械、半(bàn)導體等精密加工(gōng)行業。它們能夠處理從輕金屬到複合材料的各種(zhǒng)組合,涵蓋了鑄件、焊接件、增材件、拋光件等多(duō)種類(lèi)型的工件。此外,對於弱剛(gāng)度工件和軟物料的操作需求也日益增長,這進一步對(duì)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(qiú)。
  賽威德的AGP自適應打磨工具是一款專為協作機器人設計的高性能液壓打磨設備,其體積小(xiǎo)巧且重量輕,極易安裝到各種協作機器(qì)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進行精密磨拋。它的即插即用和簡單部署特性使得與協作(zuò)機器人的結合更加順暢,進一步簡化了(le)裝配和操作過(guò)程,促進了協作機器人應用的實(shí)際落地。

  應用了賽威德液控磨拋工具的協作機器人,能夠高效完成結構鋼、超強鋼焊縫的打磨,以及鑄鋁件、鑄(zhù)鐵件的打磨和(hé)不鏽鋼的拉絲拋光、自適應曲麵磨拋等(děng)金屬加工工藝(yì)。這也表明,液控打磨頭可以高效解(jiě)決機器人在打磨、拋光等工藝過程中遇到的振動和衝擊問題,克服傳統打磨頭在重載磨拋製造(zào)中無法與協作機器人配合(hé)使用的難題。

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