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、提升產品質量、提高生產效率、加快編程進度、縮短節(jié)拍時間、降低生產成本。

　　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)生潔具產品的光潔度不僅使產品美觀，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。如何保持產品質量穩(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——零件生產質量穩(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。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，可以讓馬桶座產量翻了4倍。此外，生產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)勢和生產柔性，并能確保一流的質量，提高生產效率，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多款新式馬桶座，甚至每隔兩至三年就要開發(fā)整條新產品線。

　　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分鐘之內即可完成新產品型號的再編程。

　　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。這是其他生產商所提供的機器人不具有的獨有特征。

　　2、更大經濟效益

　　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能力、可復制的質量，并最終帶來了更大的經濟效益。經濟上的優(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。