機器人打磨去毛刺機床

　　一、大型鑄件飛邊打磨機器人

　　在浙江的一家大型鑄件企業(yè)，對于澆鑄后的鑄件一直采用人工打磨。工人領導為了避免工人在惡劣環(huán)境下從事繁重的勞動，決定采用機器人替代人工。馬丁路德的集成工程師，為這個客戶提供了鑄件飛邊打磨機器人的自動化方案。

　　馬丁路德采用日本FANUC LRMate200iC和F-200iB兩種機器人，分別承擔工件搬運傳送和飛邊打磨任務。

　　(一)、打磨機器人由F-200iB單體，配置動力主軸和打磨工具等組成。采用Robotmaster銑削系統(tǒng)，使機器人成為了打磨機床設備。打磨機器人具有多軸功能，因而可以完成復雜形狀鑄件的外形和內(nèi)腔的直邊與圓邊的打磨去毛刺加工，完成了傳統(tǒng)去毛刺機床所不能承擔的打磨工作。

　　(二)、上下料機器人由LRMate200iC單體和抓手組成。負責鑄件的搬運，并將抓手夾持的工件翻轉，配合打磨機器人完成全部作業(yè)。機器人抓手，夾持翻轉功能，替代了工件的工裝夾具，都極具柔性，使于不同形狀鑄件上下料作業(yè)。

　　LRMate200iC系列機器人其輕化設計以及很小的橫截面適合多種工作場合。

　　1、高剛性的手臂和最先進的私服技術保證高速作業(yè)時運動平穩(wěn)無振動。

　　2、手腕負載能力大幅增強，可以通過抓取更多的工件來提升效率。

　　3、封閉式R-30iAMate控制器能夠可靠地運行在惡劣的工廠環(huán)境下，(如粉塵、油污等)。

　　4、可應用多種智能化功能。提供Robotmaster銑削軟件和壓力感應潛入等先進智能功能選項。

　　(三)、Robotmaster是一個技術軟件，可以將在CAM系統(tǒng)中生成的數(shù)控數(shù)據(jù)自動轉換成機器人程序，從而使得工業(yè)機器人成為一臺CNC機床。

　　(四)、為解決機加工中的實際問題，F(xiàn)ANUC的力控系統(tǒng)，采用該軟件的機器人，能迅速而精確地適應加工材料或零件的表面輪廓及連貫性。為機器人的打磨加工應用開辟了新空間，有助于改善加工效果、提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、加快編程進度、縮短節(jié)拍時間、降低生產(chǎn)成本。

　　馬丁路德將上下料和打磨兩種機器人系統(tǒng)集成，使兩者協(xié)調(diào)配合，高效完成全部的打磨作業(yè)。

　　二、潔具打磨機器人設計

　　衛(wèi)生潔具產(chǎn)品的光潔度不僅使產(chǎn)品美觀，同時也便于用客對潔具的清潔，因此，潔具的打磨拋光，是一個很重要的必不可少的加工工序。

　　許多潔具廠商，對馬桶座末道的打磨拋光工序，主要采用人工操作方式。如何保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，一直令人頗感棘手。同時，還面臨著三高問題：人力成本高、廢料率高和生產(chǎn)中斷率高(達20%)。

　　馬丁路德的集成工程師選用ABB的工業(yè)機器人，這些機器人具有以下特點：

　　1、可靠性強——正常運行時間長。IRB2400是全球應用最廣的工業(yè)機器人。該機器人堅固耐用，使用零部件數(shù)量降至最少，可靠性強、維護間隔時間長。

　　2、速度快——操作周期時間短。采用ABB獨有的運動控制技術，優(yōu)化了機器人的加減速性能，使機器人工作循環(huán)時間降至最短。

　　3、精度高——零件生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。具有最佳的軌跡精度和重復定位精度(RP=0.06mm)。

　　4、功率大——適用范圍廣。有效載荷選項為7~20kg，最大到達距離達1.810m。

　　5、堅固耐用——適合惡劣生產(chǎn)環(huán)境。IP 67防護等級，可蒸汽清洗，備有潔凈室型(100級)和“鑄造專家型”。

　　6、通用性——柔性化集成和生產(chǎn)。所有型號均可倒置安裝。

　　工作站的機器人附件設備

　　1、高速電主軸

　　2、打磨磨頭

　　3、軟件包

　　4、變位工作臺

　　5、工件夾持器

　　6、機器人變位機，導軌

　　7、控制器

　　8、電氣柜

　　9、安全圍欄及安全門

　　通過采用ABB的IRB2400和IRB4400機器人集成，可以讓馬桶座產(chǎn)量翻了4倍。此外，生產(chǎn)周期時間縮短了五分之一，總廢料率降至2%，設備停機時間接近于零。

　　機器人帶來了成本優(yōu)勢和生產(chǎn)柔性，并能確保一流的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，使客戶在價格上足以與新興市場進行競爭。

　　此外，在日新月異的商業(yè)環(huán)境中，具備了快速應變能力。用戶需求的日益多樣化，再加上時尚的多變性以及國際競爭的日益加劇，客戶可以每年必須設計生產(chǎn)多款新式馬桶座，甚至每隔兩至三年就要開發(fā)整條新產(chǎn)品線。

　　IRB2400機器人只需15分鐘即可完成新型馬桶座的再編程

　　機器人的操作精度足以確保這些新技術和新功能與產(chǎn)品完美融合，更何況還具有其他多種優(yōu)勢，如提高工作環(huán)境的安全性與潔凈度，降低員工的工作疲勞 度，為員工從簡單勞動向智力勞動(如監(jiān)控或編程工作)的轉移創(chuàng)造條件，從而提高員工的能動性。此外，機器人在15分鐘之內(nèi)即可完成新產(chǎn)品型號的再編程。

　　三、人工關節(jié)打磨拋光機器人

　　(一)、人工關節(jié)表面處理的客觀性

　　人工關節(jié)有肩關節(jié)、肘關節(jié).腕關節(jié)、指間關節(jié) 、髖關節(jié)、膝關節(jié)及踝關節(jié)等。人工關節(jié)由金屬和高密度的塑膠質(zhì)材，依照人體關節(jié)的構造、形狀和功能制作而成，金屬的種類，包括合金 (Titanium )、 鈷鉻合 金(Cobalt-Chrome )及不鋼 (Stainless steel )等，而塑膠材質(zhì)是高密度耐磨損的聚乙烯(Polyethylenc)。要保證人工關節(jié)具有平滑的關節(jié)面。因而人工關節(jié)的表面處理十分重要。

　　目前人工關節(jié)的表面處理主要依靠人工來打磨拋光。人工的打磨拋光不僅工效低，而且很難保證一致性，因此存在著許多人為的隱患。

　　因此MartinLord采用機器人集成為人工關節(jié)打磨拋光柔性單元，具有很高的靈活性、重復精度以保證工藝的可重復性及保證質(zhì)量的穩(wěn)定。

　　(二)、MartinLord人工關節(jié)打磨拋光機器人的集成

　　1、選用的機器人：

　　2臺德國KUKA KR30HAz工業(yè)機器人。該機器人具有30 kg的承載能力且最大作用范圍為近兩米。每臺機器人在整個工藝流程中處理不同的工作步，且在此過程中不需要將植入物放下。

　　2、機器人的周邊設備：

　　(1)、高速電主軸：三種高速轉軸供選擇，Precise SD5084、FISHER MFF1224/42、FISHER MFF1224

　　(2)、兩臺以PC為基礎的庫卡機器人控制系統(tǒng)，包括帶視窗操作界面的控制面板

　　(3)、氣動夾持器

　　(4)、夾持器更換系統(tǒng)

　　(5)、打磨及拋光工位

　　(6)、測量設備

　　(7)、沖洗或清潔部件及相應的清潔膏

　　(8)、堆垛系統(tǒng)

　　(9)、機器人編程

　　(10)、機器人與打磨設備之間的接口

　　(11)、變位工作臺

　　(12)、控制器

　　(13)、電氣柜

　　(14)、安全圍欄及安全門

　　(三)、人工關節(jié)打磨拋光機器人機床的特點與價值

　　在兩個機器人艙內(nèi)均安裝有集成了測量設備的打磨及拋光工位，在此工位上，兩臺機器人可以對髖關節(jié)假體逐步分區(qū)進行加工處理。在此過程 中，KR30HA可使假體始終保持在一個規(guī)定的位置。為使在更換到第二臺機器人后還能夠保持假體的位置，機器人將假體與相應的夾持器一起接過。庫卡機器人 可分三個班次打磨及拋光批量最多200個的植入物。在完成打磨及拋光以后，在機器人艙外還會接著進行一項附加的表面處理工序。

　　該項目成功的一個重要前提就是為這項應用而專門設計開發(fā)的氣動夾持器。終端效應器必須能將髖關節(jié)假體牢牢握住，但是又不允許對其造成任何損傷。

　　1、精確度極高

　　為使機器人能夠極為精確的完成工作而對其進行了完全的測量。這是其他生產(chǎn)商所提供的機器人不具有的獨有特征。

　　2、更大經(jīng)濟效益

　　與之前主要為手工傳遞的工藝相比，全自動化帶來了更高的生產(chǎn)能力、可復制的質(zhì)量，并最終帶來了更大的經(jīng)濟效益。經(jīng)濟上的優(yōu)勢還在于其所需占用的場地小、性價比高。

　　3、靈活性高

　　靈活的機器人可傳送不的產(chǎn)品系列，每個系列可能包含六至八種不同的髖關節(jié)假體。另外，機器人還可以在不用放下假體的情況下完成多個工作步驟。如果使用其他的技術設備，則必須不斷的取下假體并將其送到下一個設備。

　　4、節(jié)拍時間短

　　使用兩臺機器人可使節(jié)拍時間很短。