柔性生產(chǎn)線上的Nachi工業(yè)機器人

那智不二越（上海）貿(mào)易有限公司供稿

在工業(yè)應(yīng)用中相當一部分情況下，我們需要處理很多非標準件的表面處理和加工，由于其表面復(fù)雜性和多樣性，而很多情況下人力無法操作，并且通過可編程機器人也受制于本體特性的限制，于是設(shè)計專用的非標機器人或者機器成了非常重要的一塊技術(shù)領(lǐng)域，往往這種領(lǐng)域的應(yīng)用還要求一定的技術(shù)含量。眾所周知，自動化生產(chǎn)程度越高對于生產(chǎn)的規(guī)劃管理就越方便，因此使用柔性化通用設(shè)備是一種有利于生產(chǎn)的手法。

由于人們的個性化追求，鋁合金電鍍汽車輪轂的外觀形狀趨于復(fù)雜化和多樣化，且更新?lián)Q代快。目前，在輪轂生產(chǎn)的拋光過程中，生產(chǎn)企業(yè)多采用人工拋光，占用了整個輪轂生產(chǎn)的約35%的時間和大量的勞動力，并且需要依賴熟練的手工拋光工人（1～3只/天）。拋光中產(chǎn)生的大量粉塵危害工人健康，造成環(huán)境污染，其極低的生產(chǎn)效率和極高的勞動強度嚴重制約了企業(yè)的發(fā)展。

因此，Nachi針對汽車輪轂行業(yè)開發(fā)出一套高性價比的打磨拋光機器人系統(tǒng)。本系統(tǒng)拋光效率高，能頂替3～4個工人的工作量；可靠性高，8萬h連續(xù)運行無故障；產(chǎn)品質(zhì)量好，配合我司研發(fā)的力矩砂帶機，可滿足絕大部分的工藝要求，良品率最高可達99.2%；系統(tǒng)柔性化，配合我司專利開發(fā)的機器人離線軟件，如圖1所示，只需停產(chǎn)30 min即可完成新工件的示教作業(yè)，其他公司產(chǎn)品需要7～8天；勞動強度低，一套拋光機器人工作站只需每隔8 h上下料一次，其余時間不需要工人干預(yù)；綜合成本低，相對拋光工人來說，2～3年的工人薪水足以購買一套機器人系統(tǒng)。只要配置1名上下料工人，就能7×24 h不間斷作業(yè)，提高產(chǎn)量的同時，也提高企業(yè)競爭力。

加工生產(chǎn)中常用的拋光方法主要有：電解拋光、超聲波拋光、噴射拋光、磁研磨拋光、機械拋光和化學拋光6種。而經(jīng)過我們的技術(shù)人員多年的研究經(jīng)驗和實驗比較，輪轂拋光采用機械拋光和化學拋光比較可行。

圖1

機械化學拋光（C h e m i c a l Mechanical Polishing）簡稱CMP，是將被拋光工件壓在旋轉(zhuǎn)或流動的拋光漿料上，加工時拋光漿料在工件與磨料之間連續(xù)流動。被拋光工件表面的加工產(chǎn)物被不斷地剝離，新拋光漿料補充進來，反應(yīng)產(chǎn)物被拋光漿料帶走。新裸露的工件平面又發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)物再被剝離下來而循環(huán)往復(fù)，在工件、磨粒和化學反應(yīng)劑的聯(lián)合作用下，形成光亮平滑的表面。要獲得品質(zhì)好的拋光表面，必須使拋光過程中的化學腐蝕作用和機械磨削作用達到一種平衡。如果化學腐蝕作用大于機械拋光作用，則會在拋光片表面產(chǎn)生腐蝕坑、桔皮狀波紋；反之，機械拋光作用大于化學腐蝕作用則會使表面產(chǎn)生高損傷層。

汽車鋁合金輪轂拋光機，利用柔性機械結(jié)構(gòu)的特點，自動貼合輪轂的復(fù)雜曲面，磨削力可以實時控制，可進行精拋加工，如圖2所示。加工輪轂范圍從12～22 in不等。設(shè)備擁有6個拋光加工工位，一個裝夾工位，一共7個自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺。該設(shè)備安裝不同拋光磨頭，機器人可以根據(jù)不同工藝抓取不同的磨頭。設(shè)備另配有除塵裝置，使設(shè)備工作更加環(huán)保。

圖2

控制系統(tǒng)可以通過離線方式對機器人進行編程，能通過輪轂的3D圖紙生成機器人程序，免去示教的麻煩。工件的偏移量跟變形量可以通過監(jiān)測系統(tǒng)得出，并且進行實時修正，如圖3所示。

圖3

總的來說，機器人的概念和系統(tǒng)不僅僅局限于機器人本體，實際應(yīng)用中可以通過改變機器的外形、結(jié)構(gòu)或者負載等特性來滿足不同工位不同要求。由于Nachi獨有的離線編程軟件和有力矩控制的砂帶機，對于應(yīng)用系統(tǒng)功能的不斷更新和完善，在未來柔性的工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)將會發(fā)展的更為強大。