精彩視頻－機器人浮動去毛刺技術在缸體、輪轂的應用

摘要：這時候使用浮動式去毛刺的方法就可以很好解決這些問題，儘管輪廓不一致，浮動裝置保證了刀具了和工件的浮動力，切屑是具有順應性，能跟隨輪廓進行加工，切削量也比較均勻。刀具和工件的接觸式柔性的，浮動裝置介入後機器人軌跡對去毛刺的影響將會變小，在一定範圍內浮動將會彌補機器人軌跡。

機器人去毛刺的優勢

對於壓鑄成型產生的毛刺，目前去毛刺的方法主要有人工去毛刺、專用機去毛刺、3軸機牀去毛刺、機器人去毛刺。其中人工去毛刺佔了比較大比重，人工去毛刺結合電動工具、氣動工具是比較主流的方案。但人工去毛刺存在勞動強度大，動作重複和需要比較大的力氣，工具產生的震動和噪聲對工人的健康造成影響。同時還存在工作環境差，加工質不穩定，生產效率較低的缺點。所以目前稍有規模的企業也在尋求自動化去毛刺的設備。

專用機處毛刺是根據每一款工件具體結構來設計的設備。一般結構簡單，毛刺比較集中在某個位置的工件可以採用這種方式。因爲去毛刺的機構都是量身定做設計，很難做到同時對應多種類的工件，工件發生變化也需要投入比較大的成本進行改造。不具有柔性化，較難推廣應用。

3軸機牀或者CNC進行去毛刺的方案，與專用機去毛刺方案對比，具有柔性化，更換工件的工裝治具，就能導入新的產品。但也有它的侷限性，這樣的機牀所能對用工件必須是一個方向的毛刺，機牀機構決定了只能對應結構的簡單工件。對於複雜的工件。對於多個面，多角度的毛刺，這樣的方案顯得束手無策，非常有侷限性。

近年來越來越多使用機器人去毛刺的方案。機器人去毛刺的方案一般有兩種模式，一是機器人裝載加工主軸，工件固定，二是機器人抓取工件，加工主軸固定，兩種方式都是目前比較主流的方案。機器人去毛刺方案一般採用6軸機器人，結合去毛刺主軸。6軸機器人優勢是運動速度高、運動靈活，在工作範圍內，可以進行任意角度、姿態加工。對於複雜結構的工件、毛刺分佈分散的工件也能對應。而且機器人具有可編程性，新的產品導入只需要更換工裝治具，程序切換就能完成。這使設備具有更高的柔性化，更適合目前企業的需求。同時機器人去毛刺的方案能減少工人勞動強度或直接省去工人，有效保證加工品質一致性，提高整體生產效率，改善工廠工作環境。這些優勢都是顯著的，縱使設備投入成本略高，也越來越多被企業接受。

浮動去毛刺技術

在去毛刺加工中，決定去毛刺效果的因素有刀具、主軸轉速、切屑速度、機器人軌跡四個方面。其中機器人軌跡是一個比較主要的因素。機器人軌跡路徑決定了加工的路徑，機器人的重複定位精度我們毋庸置疑，但在編程時，機器人的點位一般通過示教來完成，示教式通過人工確認位置，這樣就會使點位存在誤差，就會導致切屑效果不均勻。同時一般壓鑄成型的工件外尺寸存在誤差，固定的切削路徑也會導致切削效果不均勻。過切或者切不到的情況是無法避免的。這也是目前很多機器人去毛刺設備去毛刺效果不好或者失敗的原因。

針對這樣的情況，浮動去毛刺的技術的應用是一個很好的解決方法。浮動的方法一般有兩種，利用力傳感器進行浮動加工和利用浮動式工具進行浮動加工。利用力傳感器的原理是在機器人末端和工具之間加入力傳感器，通過傳感器反饋末端受力信號到機器人控制器，機器人控制器通過算法來校正機器人的運動，從而保證加工時候的接觸力保持在一定的範圍。這樣的方案具有通用性高，但控制系統上比較複雜，成本也比較高，而且力反饋具有滯後性，機器人加工的速度將會受到限制，無法達到高效加工。

採用浮動式工具的方式是機械式順應的結構，控制系統上不需要傳感器，在響應上更加迅速，機器人加工的速度可以大大提升。浮動式工具加工的主軸就不是固定的，而是可以浮動的，具有順應性。刀具和工件的接觸式柔性的，浮動裝置介入後機器人軌跡對去毛刺的影響將會變小，在一定範圍內浮動將會彌補機器人軌跡。這樣對機器人軌跡的精度要求就會降低，使得機器人編程變得簡單，便利。

浮動工具的原理和功能

浮動工具一般是利用壓縮空氣進行浮動調整。以日本FINE TECHNO品牌的AF40浮動刀柄爲例。刀柄中空部位安裝去毛刺的主軸，主軸能在軸向方向上有最大5mm浮動量，徑向方向上最大5度的浮動角度。浮動刀柄中有提供浮動力的氣室，通過調整氣室的壓力，可以該表浮動力的大小。浮動壓力不改變時，在浮動範圍內，浮動力基本保持恆定，這是一個非常重要的特性。浮動的恆定這是保證切削量均勻的重要因素。所以氣壓式浮動比一般彈簧浮動的裝置性能好的原因。

浮動去毛刺的優勢

吸收偏差。壓鑄成型後的工件存在尺寸誤差，工裝治具也存在定位誤差，這些誤差是無法避免的。介入浮動功能後，加工軌跡編程時，通過刀具預壓入的方式，浮動裝置可以保持浮動力恆定。這樣工件產生偏差是通過浮動可以吸收的，在一定的偏差範圍內浮動裝置可以令刀具和工件保持貼合，刀具和工件之間的接觸力也保持恆定。與剛性連接的工具相比，能有效防止過切和切不到的情況，確保加工品質的一致性。

自動跟隨輪廓。對於一些壓鑄或者鍛造成型經過CNC加工後的零件，產生的翻邊毛刺，直接用CNC去除這些毛刺是比較困難的。因爲這些毛刺產生在加工面和成型面之間，這些輪廓有較大的不一致性。這時候使用浮動式去毛刺的方法就可以很好解決這些問題，儘管輪廓不一致，浮動裝置保證了刀具了和工件的浮動力，切屑是具有順應性，能跟隨輪廓進行加工，切削量也比較均勻。

小毛刺和水口可一次性加工。一般來說壓鑄成型後的毛刺分佈在模具結合面，和水口部，合縫線的毛刺比較小，水口部厚大比較厚，這樣的情況想一次性切削很困難。但利用浮動裝置浮動力可調整的功能，可以通過機器人實時控制浮動力的大小，水口部位置時切換較大的浮動力，合縫線部位切換較小的浮動力。通過調整浮動力達到改變切削量的目的，這樣也大大減少了對機器人軌跡的依賴。例如，在進行倒角加工的時候，機器人軌跡程序已經編寫完成，由於工藝要求需要調整倒角的大小，這種改變並不需要重新編寫機器人的運動軌跡，只需要調整浮動力的大小就可以調整切削量。當浮動力增大時，切削量增大，倒角變大；當浮動力變小時，切削量減少，倒角變小。這樣的條件變更，遠遠比編寫機器人的軌跡容易，很大程度上簡化調試的難度。

結語

利用機器人去毛刺是去毛刺領域自動化中比較好的方案。減少工人勞動強度，較少作業工人，保證加工品質一致性，提高整體生產效率，改善工廠工作環境。6軸機器人具有靈活性，複雜零件的加工也能對應。爲產品換型，新產品導入也提供了便利性，具有極高的柔性化。在機器人去毛刺應用中，浮動工具的介入是關鍵的技術，浮動工具的利用使機器人去毛刺的應用更加穩定和便利。

機器人去毛刺技術上已經日益成熟。這樣的設備可以進行模塊化和標準化，設計成標準機的形式，有標準機設備牀身，標準的工作臺，標準的浮動主軸工具。根據工件尺寸，毛刺的大小和位置，選用不同的標準模塊，可以很快做出相應的解決方案。機器人去毛刺標準機也可以變成像CNC加工中心一樣的通用化設備，標準機化的去毛刺機也可以大大降低成本，使設備成本回收期更短，這些特出的優勢，機器人去毛刺的自動化設備將獲得更好的推廣。