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
如上文提到的一體化壓鑄技術減少零件數量，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，傳統的人工去毛刺方法已不能滿足現代工業(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，加速產品的更新換代。
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客戶價值。
公司現有的產品線包括多關節(jié)機器人、SCARA機器人等傳統工業(yè)機器人，并正積極開發(fā)協作機器人、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，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，并預留了二次定位及中間換面機構的位置，以便根據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、力控打磨工具、一站式力控磨拋解決方案及相關控制系統，成功打破了國外技術壟斷，實現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、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使工件能夠翻轉，減少裝夾次數，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、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、數控去毛刺機床，以及一系列適用于機器人和數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、傳動系統、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、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，極易安裝到各種協作機器人的末端。能夠提供穩(wěn)定可靠的打磨力，協助協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，克服傳統打磨頭在重載磨拋制造中無法與協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
