壓鑄與鑄造零件的表面精密加工：機器人自動化去毛刺、打磨、拋光技術及應用
機器人自動化在去毛刺、打磨、拋光領域的應用，為壓鑄與鑄造精密零部件生產帶來質量、效率和成本上的重大改進，同時也為工人提供更好的工作環(huán)境，將持續(xù)推動制造業(yè)的技術創(chuàng)新和產業(yè)升級。
——PME觀點
壓鑄與鑄造精密零部件
去毛刺、打磨、拋光處理
特斯拉首用一體化壓鑄車身
將多個零部件融為一體
隨后各車企紛紛跟進“卷”到飛起，一場汽車行業(yè)的技術變革正在發(fā)生。伴隨著汽車制造需求的持續(xù)增長，壓鑄行業(yè)迎來迅猛的發(fā)展，而且在精密金屬零部件制造工藝日益成熟的背景下，我國在金屬零部件的生產制造等方面取得諸多進展，繼而推動金屬制品行業(yè)向高端化、精細化方向邁進。
作為金屬制品行業(yè)的重要組成部分，壓鑄行業(yè)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制造工藝，并持續(xù)得到國家政策的支持。如《關于推動鑄造和鍛壓行業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》中強調了在關鍵領域實現(xiàn)高端鑄件、鍛件產品的突破，掌握具有自主知識產權的核心技術，并促進一體化壓鑄成型、無模鑄造、輕質高強合金輕量化等先進工藝技術的產業(yè)化應用?！吨圃鞓I(yè)可靠性提升實施意見》中也提到了提升大型壓鑄機等產品的可靠性水平。由此，助力行業(yè)的整體進步。
壓鑄與鑄造精密零部件
在現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺
涉及幾乎所有高科技領域。這些零部件以其高精度、高表面光潔度以及能夠形成復雜形狀的特性，被廣泛應用于多個行業(yè)。其中，壓鑄適用于生產大批量、形狀復雜的金屬制品，通常用于加工低熔點金屬，如鋁合金和鋅合金。其優(yōu)勢在于壓力鑄造過程可以精確控制鑄件的尺寸和密度，確保產品的高質量和多功能性。這使得壓鑄技術在汽車、電子、通訊和家電等行業(yè)中變得極為重要，應用于生產如汽車發(fā)動機部件和電腦外殼等產品。
相對而言，鑄造工藝更適合于生產大型、單件或小批量的金屬制品，常用于高熔點金屬，如鑄鐵和鑄鋼。鑄造對材料的適應性強，因此在機械制造、軍工和航天等領域有著廣泛的應用，包括工業(yè)機械配件和航空發(fā)動機部件等。值得注意的是：
壓鑄過程展示
鑄造示意圖
表面精密加工技術
使得復雜的設計理念得以實現(xiàn)
如上文提到的一體化壓鑄技術減少零件數(shù)量，提高產品集成度和性能。對于壓鑄與鑄造零部件而言，表面精密加工技術更是直接影響其性能、質量和生產成本，繼而推動壓鑄件和精密鑄造件在汽車、航空航天、醫(yī)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，盡管努力減少，毛刺問題仍無法完全避免，這主要歸因于工作壓力和鎖模力不足等因素。隨著對毛刺的控制標準越發(fā)嚴格，加之毛刺清理過程會產生大量粉塵，其中燃點較低的金屬顆?？赡茉诳罩衅?，構成安全隱患，傳統(tǒng)的人工去毛刺方法已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)生產的需求。
因此，采用自動化設備進行毛刺去除成為一個趨勢，使用機器人進行去毛刺、打磨和拋光處理的效率更高，安全性也更強。而且隨著壓鑄工藝和設備的不斷升級以及表面精密加工技術的持續(xù)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體結構擴展到更復雜的大型殼體。
針對上述問題，本文選取了六家行業(yè)代表性企業(yè)作為案例，分析機器人去毛刺、打磨和拋光處理的優(yōu)勢，并探討這些企業(yè)在毛刺去除程度、效率和表面質量方面達到的水平。
01-杭州磨致機器人有限公司
“讓打磨更簡單”
杭州磨致機器人有限公司，作為一家集研發(fā)、生產與銷售于一體的創(chuàng)新型高科技企業(yè)，專注于工業(yè)機器人打磨拋光去毛刺設備領域。公司擁有一支經驗豐富的研發(fā)團隊，深入探索國內鋁鑄件表面處理設備的制造領域，并成功研發(fā)出一系列具有獨立知識產權的金屬表面處理設備。
其主要產品包括打磨拋光設備、鑄件打磨設備、機器人打磨拋光裝置、鋁壓鑄件打磨去毛刺機械等。這些產品廣泛應用于廚衛(wèi)產品、汽摩配件、安防產品、3C、家具家電以及建筑五金等行業(yè)的表面處理工作。特別適用于惡劣環(huán)境下，如高噪音、多灰塵、難聞氣味和勞動強度高的場合，可進行小批量到大批量的柔性生產，不僅顯著提高產品質量和生產效率，還能改善工廠勞動條件，加速產品的更新?lián)Q代。
MR12打磨去毛刺工作站
該工作站適用于500T以下的鋁壓鑄件如電動工具外殼、電機鑄件、防爆照明設備和機械配件等進行打磨、拋光、去毛刺和倒角處理，能夠滿足不同行業(yè)對鋁鑄件表面處理的高標準要求。
其特點包括：全封閉鈑金罩殼，防止粉塵飛濺，保持工作環(huán)境清潔；模塊化設計，便于維護和保養(yǎng)，提高工作效率；機器人末端負載12kg，能夠抓取重量不超過5kg的工件進行加工；多種主軸配置，包括浮動主軸、剛性主軸、氣動主軸和浮動銼刀機，以適應不同的加工需求；智能監(jiān)控功能，具備斷刀/砂帶檢測、刀具壽命管理和產能管理等功能，確保加工過程的順暢和高效；砂帶機張緊機構，采用隱藏設計，具有高防塵等級和長使用壽命；雙層伺服料臺，提供穩(wěn)定的輸送和精確的定位，確保加工精度；料臺浮動功能，增強抓取適應性，提高加工效率。
MR12打磨去毛刺工作站
02-上海捷勃特機器人有限公司
“驅動未來工廠，順應智能制造”
上海捷勃特機器人有限公司，專注于提供工業(yè)機器人及其應用解決方案，以工業(yè)機器人運動控制技術和細分市場應用技術為核心，不斷推進技術平臺和終端產品的多樣化、專業(yè)化和生態(tài)化發(fā)展，致力于通過多種途徑可靠地實現(xiàn)客戶價值。
公司現(xiàn)有的產品線包括多關節(jié)機器人、SCARA機器人等傳統(tǒng)工業(yè)機器人，并正積極開發(fā)協(xié)作機器人、智能機器人（iR）、移動機器人（MR）以及針對特定行業(yè)的應用軟件包。此外，公司擁有先進的機器人制造、測試和追溯系統(tǒng)，通過持續(xù)的工藝創(chuàng)新和管理升級，確保產品質量的不斷提升。
機器人自動化打磨去毛刺工作站
該工作站具有多種工作臺模式，包括滑動式和交換式，以及可選的影像識別無序抓取模式，增強了工作站的柔性和通用性。其標準刀具臺能夠安裝不同的浮動工具，以適應各種產品需求。
工作站還標準配置了手動除塵收集系統(tǒng)，并預留了二次定位及中間換面機構的位置，以便根據(jù)產品實際需求進行安裝。此外，工作站還可配備砂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、壓鑄和澆鑄產品的打磨挑戰(zhàn)。目前捷勃特已與某鑄件廠商成功簽約，并且實際落地應用。
機器人自動化打磨去毛刺工作站
03-無錫盈連科技有限公司
“全球領先的機器人力控磨拋專家”
盈連科技，一家專注于機器觸覺感知控制系統(tǒng)和力控磨拋設備的研發(fā)、生產與應用的國家高新技術企業(yè)，其掌握的全球領先的力控磨拋技術，產品涵蓋機器人力控系統(tǒng)、力控打磨工具、一站式力控磨拋解決方案及相關控制系統(tǒng)，成功打破了國外技術壟斷，實現(xiàn)了核心技術的自主可控。憑借其領先的工藝技術，盈連科技已助力200多家全球頂尖廠商實現(xiàn)了智能制造的升級。與此同時，與20余家機器人廠商共同構建了產業(yè)生態(tài)圈，并且與30多所高校攜手共建打磨實驗室，不斷推動著行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。
機器人力控打磨工作站
該工作站提供全場景覆蓋，實現(xiàn)零門檻應用的一站式自動化去毛刺、打磨及拋光服務，主要應用于五金加工、金屬加工和壓鑄件去毛刺等領域，還包括機器人、力控系統(tǒng)、打磨工具及相關工藝。
其中力控打磨拋光技術確保恒定的磨削力量，以獲取最大的磨削效率；雙T位工件翻轉變位系統(tǒng)使工件能夠翻轉，減少裝夾次數(shù)，提高作業(yè)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(jié)拍，能自動檢測有無耗材。
機器人力控打磨工作站
04-杭州龍礪智能科技有限公司
“專注于智能打磨技術”
杭州龍礪智能科技有限公司成立于2013年，是一家專注于自動化打磨、去毛刺設備及工業(yè)機器人研發(fā)、制造和應用的國家級高新技術企業(yè)。公司業(yè)務涵蓋自動化技術、電子技術、機械設計、視覺技術等多個領域，并已在全國設立12家分公司，業(yè)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型雙工位自動打磨工作站
該工作站采用兩臺機器人、兩臺砂帶機，并配備3D、2D視覺系統(tǒng)、多種刀具、翻轉裝置和自動換砂紙機構，能夠應對復雜的技術要求，實現(xiàn)高效率的打磨工作。相對于單工位打磨工作站，該設備不僅能完成更多的中小型壓鑄件打磨需求，而且在汽車零部件行業(yè)、醫(yī)療器械行業(yè)、電子通訊零部件行業(yè)及精密復合加工行業(yè)等領域具有廣泛應用。
H1型雙工位自動打磨工作站
工作站將兩臺機器人及其打磨設備集成在同一個工作站中，不僅減少占地面積，提高車間空間利用率，還能實現(xiàn)兩道工序在同一個工作站中完成，減少工件輸送時間，提高打磨效率。
此外，該工作站能與外部輸送帶或接料框對接，減少物料運送時間。由于加入了視覺模塊，工人不需要整齊碼放工件，只需將其平鋪在輸送帶上，從而降低放置物料的時間。該工作站在國內外技術上處于領先地位，自2022年12月起已開始批量生產并對外銷售，同時申請了國家首臺套創(chuàng)新型設備項目。預計到2025年底，市場需求預計將達到7000臺，產值約為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發(fā)”
廣東老安智能裝備科技有限公司是一家行業(yè)領先的創(chuàng)新型企業(yè)，專注于機器人去毛刺、打磨和拋光技術。公司致力于為客戶提供優(yōu)質的產品和解決方案，秉承精益求精的設計理念，將機器人去毛刺打磨拋光技術推向極致。其研發(fā)的設備包括機器人去毛刺打磨拋光設備、柔性生產線、數(shù)控去毛刺機床，以及一系列適用于機器人和數(shù)控機床的浮動去毛刺工具，為用戶提供多行業(yè)高性能的產品，在機器人表面處理領域具有絕對的優(yōu)勢。
單/雙工位去毛刺工作站
憑借多年的經驗，老安智能裝備為多種材料類型的產品提供全面解決方案，尤其在有色金屬壓鑄行業(yè)項目經驗豐富，涵蓋新能源控制、導航儀表、發(fā)動機變速、供油系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、通用機械和摩托車配件等領域。
自主研發(fā)的工業(yè)機器人去毛刺、打磨、拋光設備具備單/雙工位功能，可配備自有品牌的恒力浮動工具、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。該設備實現(xiàn)了過壓接觸和恒力控制，能夠將去毛刺、打磨、拋光三大工藝相結合，特別適用于需要噴涂前處理的壓鑄件外觀件、多凸點、龜裂以及有粗糙度要求的產品。
?整機裝備特點：工業(yè)機器人單雙工位組合，毛刺處理完成度高達99.5%；采用快插連接，可實現(xiàn)10分鐘快速轉產；配備豐富可靠的恒力浮動工具，兼容性強，支持模塊化安裝，滿足柔性生產需求；集中供料系統(tǒng)設計，一人可操作3-5臺機臺。
?恒力浮動工具：浮動去毛刺技術可有效解決刀具、主軸轉速、切屑速度和機器人軌跡等因素對去毛刺效果的影響。自2013年起，老安開始自主研發(fā)恒力浮動工具，現(xiàn)已涵蓋12大類70多種，包括EFS電主軸、NFS氣動主軸、NFL銼刀機、FAG角磨機、SBM砂帶機、TCS耗材庫、PM拋光機、FS浮動機構、FS組合工具、FGMTC自動換耗材打磨機和ROSTC自動換耗材砂光機等。這些工具構成了行業(yè)內最齊全的恒力浮動配套工具系列。
?DEMW系列防爆濕式除塵機：在打磨行業(yè)中，缺乏有效的除塵設施會導致環(huán)境污染、安全隱患以及工廠內部粉塵過多。老安自研的防爆濕式除塵機采用全防爆設計，包括風機、操控面板、電纜和管路，專為去毛刺打磨拋光工廠而設計。該設備具有液位檢測和自動補水功能，與傳統(tǒng)干式除塵機相比，不堆積灰塵，無需清潔濾芯，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，適合智能工廠監(jiān)控。
DEMW系列防爆濕式除塵機
06-上海賽威德機器人有限公司
提供“機器人+”配套產品和
個性化設計服務的綜合解決方案
上海賽威德機器人有限公司，成立于2021年，專業(yè)從事EHA液壓磨拋系統(tǒng)、增減材一體機、以及移動機器人打磨檢測三項核心業(yè)務。公司配備了全面的產品測試平臺，能夠實現(xiàn)包括機器人磨拋、機器人焊接、增材制造、移動機器人操作、智能傳感及編程等功能。
此外，基于EHA（Electro Hydraulic Actuator）技術研發(fā)的一體化高精度、高剛度、閉環(huán)浮動力控系列化高端打磨裝備，以及AGP（Adaptive Grinding&Polishing）自適應打磨工具、浮動電主軸工具和三角砂帶拋光工具，都為公司的技術實力提供了堅實的證明。
AGP自適應打磨工具
近年來，國內的打磨機器人安裝量顯示出快速上升的趨勢。在磨拋制造過程中，機器人的應用范圍已相當廣泛，特別是在海洋工程船舶、航空航天、能源動力等重工業(yè)領域，以及醫(yī)療器械、半導體等精密加工行業(yè)。它們能夠處理從輕金屬到復合材料的各種組合，涵蓋了鑄件、焊接件、增材件、拋光件等多種類型的工件。此外，對于弱剛度工件和軟物料的操作需求也日益增長，這進一步對打磨工具的精度、穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的技術要求。
賽威德的AGP自適應打磨工具是一款專為協(xié)作機器人設計的高性能液壓打磨設備，其體積小巧且重量輕，極易安裝到各種協(xié)作機器人的末端。能夠提供穩(wěn)定可靠的打磨力，協(xié)助協(xié)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(xié)作機器人的結合更加順暢，進一步簡化了裝配和操作過程，促進了協(xié)作機器人應用的實際落地。
應用了賽威德液控磨拋工具的協(xié)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、鑄鐵件的打磨和不銹鋼的拉絲拋光、自適應曲面磨拋等金屬加工工藝。這也表明，液控打磨頭可以高效解決機器人在打磨、拋光等工藝過程中遇到的振動和沖擊問題，克服傳統(tǒng)打磨頭在重載磨拋制造中無法與協(xié)作機器人配合使用的難題。
壓鑄與鑄造零件的表面精密加工：機器人自動化去毛刺、打磨、拋光技術及應用
07-08-2024
