柔性生产线上的Nachi工业机器人
2014-6-29 来源：数控机床市场网 作者：-
在工业应用中相当一部分情况下，我们需要处理很多非标准件的表面处理和加工，由于其表面复杂性和多样性，而很多情况下人力无法操作，并且通过可编程机器人也受制于本体特性的限制，于是设计专用的非标机器人或者机器成了非常重要的一块技术领域，往往这种领域的应用还要求一定的技术含量。众所周知，自动化生产程度越高对于生产的规划管理就越方便，因此使用柔性化通用设备是一种有利于生产的手法。
由于人们的个性化追求，铝合金电镀汽车轮毂的外观形状趋于复杂化和多样化，且更新换代快。目前，在轮毂生产的抛光过程中，生产企业多采用人工抛光，占用了整个轮毂生产的约35%的时间和大量的劳动力，并且需要依赖熟练的手工抛光工人（1～3只/天）。抛光中产生的大量粉尘危害工人健康，造成环境污染，其极低的生产效率和极高的劳动强度严重制约了企业的发展。
因此，Nachi针对汽车轮毂行业开发出一套高性价比的打磨抛光机器人系统。本系统抛光效率高，能顶替3～4个工人的工作量；可靠性高，8万h连续运行无故障；产品质量好，配合我司研发的力矩砂带机，可满足绝大部分的工艺要求，良品率最高可达99.2%；系统柔性化，配合我司专利开发的机器人离线软件，如图1所示，只需停产30min即可完成新工件的示教作业，其他公司产品需要7～8天；劳动强度低，一套抛光机器人工作站只需每隔8h上下料一次，其余时间不需要工人干预；综合成本低，相对抛光工人来说，2～3年的工人薪水足以购买一套机器人系统。只要配置1名上下料工人，就能724h不间断作业，提高产量的同时，也提高企业竞争力。
加工生产中常用的抛光方法主要有：电解抛光、超声波抛光、喷射抛光、磁研磨抛光、机械抛光和化学抛光6种。而经过我们的技术人员多年的研究经验和实验比较，轮毂抛光采用机械抛光和化学抛光比较可行。
机械化学抛光（Chemical Mechanical Polishing）简称CMP，是将被抛光工件压在旋转或流动的抛光浆料上，加工时抛光浆料在工件与磨料之间连续流动。被抛光工件表面的加工产物被不断地剥离，新抛光浆料补充进来，反应产物被抛光浆料带走。新裸露的工件平面又发生化学反应，产物再被剥离下来而循环往复，在工件、磨粒和化学反应剂的联合作用下，形成光亮平滑的表面。要获得品质好的抛光表面，必须使抛光过程中的化学腐蚀作用和机械磨削作用达到一种平衡。如果化学腐蚀作用大于机械抛光作用，则会在抛光片表面产生腐蚀坑、桔皮状波纹；反之，机械抛光作用大于化学腐蚀作用则会使表面产生高损伤层。
汽车铝合金轮毂抛光机，利用柔性机械结构的特点，自动贴合轮毂的复杂曲面，磨削力可以实时控制，可进行精抛加工，如图2所示。加工轮毂范围从12～22in不等。设备拥有6个抛光加工工位，一个装夹工位，一共7个自转转台。该设备安装不同抛光磨头，机器人可以根据不同工艺抓取不同的磨头。设备另配有除尘装置，使设备工作更加环保。
控制系统可以通过离线方式对机器人进行编程，能通过轮毂的3D图纸生成机器人程序，免去示教的麻烦。工件的偏移量跟变形量可以通过监测系统得出，并且进行实时修正，如图3所示。
总的来说，机器人的概念和系统不仅仅局限于机器人本体，实际应用中可以通过改变机器的外形、结构或者负载等特性来满足不同工位不同要求。由于Nachi独有的离线编程软件和有力矩控制的砂带机，对于应用系统功能的不断更新和完善，在未来柔性的工业机器人应用技术将会发展的更为强大。
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