對(duì)汽車零部件進(jìn)行全自動(dòng)倒角去毛刺是當(dāng)代很多汽車零部件制造商目前急需要解決的困難和難題，因?yàn)楹芏嗥嚵悴考际怯刹灰?guī)則形狀所構(gòu)成，需要倒角、去毛刺的位置形狀復(fù)雜多變、區(qū)域多、倒角邊很復(fù)雜。在以鑄件為毛坯的零部件生產(chǎn)企業(yè)，特別是汽車零部件制造企業(yè)幾乎全部由人工采取流水作業(yè)形式完成倒角、去毛刺工作。不同的人員完成不同位置、特定區(qū)域的倒角和去毛刺工作。然后專人完成檢測(cè)，補(bǔ)上被遺漏的倒角處和倒角不合要求邊等。傳統(tǒng)手工方式倒角去毛刺不僅費(fèi)時(shí)，費(fèi)人工，而且倒角的一致性也不好。因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境不好人員流動(dòng)性大，越來(lái)越多的年輕人都不愿意從事此類工作。針對(duì)幾家企業(yè)的需求，沈陽(yáng)萊茵機(jī)電開發(fā)出來(lái)全自動(dòng)倒角、去毛刺機(jī)器人設(shè)備，很好的解決這一難題，下面就介紹我公司為用戶開發(fā)的全自動(dòng)倒角去毛刺機(jī)器人。

一、 倒角去毛刺機(jī)器人組成。 

倒角去毛刺機(jī)器人由下面五部分組成：

1、機(jī)器人部分： 

我們基于BergerLahr公司PAS43型材設(shè)計(jì)制造了X、Y、Z三軸直角坐標(biāo)機(jī)器人，它作為運(yùn)動(dòng)主體帶動(dòng)倒角工具按所要求的3D軌跡運(yùn)動(dòng)。針對(duì)倒角去毛刺要求運(yùn)動(dòng)速度快，運(yùn)動(dòng)軌跡精確，剛性好，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，X軸我們采用大導(dǎo)程滾珠絲桿傳動(dòng)雙X軸同步驅(qū)動(dòng)，Y軸和Z軸為加強(qiáng)型大導(dǎo)程滾珠絲桿傳動(dòng)。         

技術(shù)指標(biāo)：

有效行程：700mm*600mm*200mm；                        

運(yùn)行速度：快移速度1.0m/s，打磨速度0.5m/s；

X軸說(shuō)明：X軸選擇兩根德國(guó)百格拉PAS43BR直線運(yùn)動(dòng)單元。

Y軸說(shuō)明：Y軸選擇兩根德國(guó)百格拉PAS43BR直線運(yùn)動(dòng)單元。

Z軸說(shuō)明：Z軸選擇一根德國(guó)百格拉PAS43BR直線運(yùn)動(dòng)單元。

2、工作臺(tái)組成 

采用180度凸輪分割器驅(qū)動(dòng)的雙工作臺(tái)方式。當(dāng)對(duì)一個(gè)工作臺(tái)上的零件進(jìn)行倒角和去毛刺加工的同時(shí)，操作員可以把另一工作臺(tái)上的零件取下及裝上另外一個(gè)毛坯。這樣機(jī)器人可以連接倒角和去毛刺，來(lái)提高工作效率。同時(shí)兩個(gè)工作臺(tái)間有安全隔離措施，保證環(huán)境衛(wèi)生及操作者的安全。

3、工裝部分 

 為了滿足多數(shù)汽車零部件制造型企業(yè)對(duì)所要加工工件種類多樣的要求，我們?cè)O(shè)計(jì)的磁力夾具工裝和手動(dòng)工裝。用戶可以根據(jù)成本等選擇合適的工裝，或以后更換其它工裝。我們建議用戶選擇右圖所示的磁力夾具系統(tǒng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動(dòng)工裝。磁力夾具系統(tǒng)不僅可以很方式適應(yīng)不同的零件，而且工作速度快，可以提高倒角工作效率。

4、倒角去毛刺工具： 

萊茵機(jī)電采用氣動(dòng)旋具來(lái)完成倒角和去毛刺。倒角時(shí)根據(jù)零件形狀及倒角要求可以換上對(duì)應(yīng)形狀的鎢鋼銑刀。可以按需要定制特定形狀的銑刀。我們也試過(guò)用砂輪倒角，但磨損快，要不斷修砂輪及調(diào)用砂輪半徑對(duì)應(yīng)的刀補(bǔ)。所以建議采用鎢鋼銑刀，磨損小，壽命長(zhǎng)，效率高。

如圖3所示，主要是去除零件內(nèi)部?jī)蓚€(gè)孔交匯處的毛刺。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)選擇旋轉(zhuǎn)毛刷去毛刺。采用特殊定制的毛刷，來(lái)提高毛刷的壽命和利用率，降低去毛刺成本。我們會(huì)根據(jù)不同需要，量體裁衣選擇不同的轉(zhuǎn)具和刀具。為了提高工作效率，避免頻繁更換銑刀，砂輪，毛刷等，我們還設(shè)計(jì)了環(huán)刀系統(tǒng)。

                                                    圖3：氣動(dòng)倒角旋具，銑銼及去毛刺毛刷 

5、控制系統(tǒng)部分： 

      從理論上講采用任意三軸系統(tǒng)都能完成倒角去毛刺任務(wù)。由于倒角去毛刺的程序由很多條小線段和圓弧組成，通常小線段的長(zhǎng)度僅0.1mm。所以一個(gè)復(fù)雜零件的倒角去毛刺程序比較長(zhǎng)。但倒角去毛刺的程序要以每分鐘60米的速度平穩(wěn)，高速運(yùn)行，就必須有很好的預(yù)讀功能。為此我們選擇高檔四軸數(shù)控系統(tǒng)，它具有四軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的全部功能。它適合大跨度龍門機(jī)床兩軸同步控制，具有龍門軸下沉傾斜補(bǔ)償功能，3D刀具補(bǔ)償，復(fù)合軸功能，多通道功能。 對(duì)于精密運(yùn)動(dòng)控制可以接收光柵尺和編碼器反饋信號(hào)。該系統(tǒng)適合高速高精設(shè)備的控制，能以每秒10000次位置環(huán)PID調(diào)節(jié)周期精密控制確保位置精度

倒角去毛刺程序的自動(dòng)生成軟件 

1、機(jī)器人倒角功能要求

該機(jī)器人能常見完成加工中心所完成的全部倒角功能。倒任意復(fù)雜零件的外輪廓，內(nèi)部不規(guī)則封閉和不封閉輪廓。這些三維輪廓無(wú)論尺寸大小，無(wú)論多么復(fù)雜，我們的機(jī)器人系統(tǒng)都能快速完成倒角工作。在一些零件上有深孔，這些深孔與其它孔或與其它面的交匯處會(huì)產(chǎn)生毛刺。這些孔的走向。我們的機(jī)器人可以采用不同的工具，如毛刷，細(xì)鉆頭來(lái)完成去毛刺工作。

2、面臨的問(wèn)題

要倒角的物體及倒角軌跡千差萬(wàn)別，根本無(wú)法用手工編程來(lái)產(chǎn)生倒角軌跡。通常情況下用戶提供給我們一個(gè)要倒角去毛刺的3D圖，比如來(lái)自SOLIDWORK的3D圖及給出要倒角及去毛刺的地方。而目前所見到的所有CAD/CAM類軟件都無(wú)法簡(jiǎn)單產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)軌跡或非常復(fù)雜。如何快捷產(chǎn)生倒角軌跡是我們面臨的一個(gè)問(wèn)題。

3、  萊茵機(jī)電的解決方案—VD-MASCA 軟件

為此沈陽(yáng)萊茵機(jī)電開發(fā)了一個(gè)對(duì)軌跡進(jìn)行修改及自動(dòng)生成的軟件：VD-MASCA人機(jī)交互編程軟件，下面是其主要功能：

1）含有基本圖形工具，類同畫筆軟件，可以畫任意復(fù)雜的曲線。還具有B樣條曲線和三次樣條曲線，便于用戶生成簡(jiǎn)單的圖形。

2）可鏈接支持不同文件格式圖片導(dǎo)入功能；直接將導(dǎo)入的BMP或JPG圖片轉(zhuǎn)化成矢量圖形生成加工文件；

3）用CAD圖直接生成運(yùn)動(dòng)軌跡，無(wú)需了解編程指令，跨越了用戶需要熟悉編程指令這一難點(diǎn)，而且不需要諸如Mster-CAM,UG等復(fù)雜設(shè)置選項(xiàng)操作等。實(shí)現(xiàn)了能畫即能加工的要求。降低了操作者的要求。

4）支持編輯，復(fù)制，刪除，粘貼，縮放，平移，矩陣復(fù)制，文件導(dǎo)入，導(dǎo)出功能，擴(kuò)展可支持用戶自定義圖形庫(kù)功能。將一些標(biāo)準(zhǔn)件圖形封裝直接作為圖形庫(kù)文件，隨時(shí)導(dǎo)入調(diào)用即可實(shí)現(xiàn)。 

 應(yīng)用案例

      圖6是用戶的一個(gè)零件的正面和反面照片，兩面的外面四周，上面的各種非圓孔及高度變化處都要倒角。圖8中的左圖是要倒角軌跡CAD圖，而右邊是生產(chǎn)G代碼程序后運(yùn)動(dòng)軌跡。圖9是反面要倒角部分的CAD軌跡圖。圖7中顯示了零件的部分側(cè)面孔。這些孔的入口及出口，孔間交匯處都要去毛刺。

      我們采用一臺(tái)三軸直角坐標(biāo)機(jī)器人對(duì)上面零件的正面和反面部分區(qū)域進(jìn)行了倒角。然后利用砂輪和銑銼分別進(jìn)行多次重復(fù)倒角。其結(jié)果是利用砂輪倒角磨損快，要頻繁換刀補(bǔ)，不理想。而采用銑銼倒角效果很好，銑銼磨損很小。利用銑銼進(jìn)行多次重復(fù)倒角，軌跡重復(fù)性及精度都很好。如果想要更詳細(xì)的資料請(qǐng)聯(lián)系沈陽(yáng)萊茵機(jī)電索取倒角工作錄像及進(jìn)一步溝通。

 結(jié)論 

      經(jīng)過(guò)大量對(duì)比實(shí)驗(yàn)，機(jī)器人倒角的一致性非常好，完全排除了漏倒現(xiàn)象。由于采用雙工作臺(tái)及倒角和去毛刺同時(shí)進(jìn)行，提高了工作效率。本機(jī)器人大量減輕了勞動(dòng)者的強(qiáng)度及改善了工作環(huán)境，同時(shí)還減少了勞動(dòng)力。綜上所述沈陽(yáng)萊茵機(jī)電開發(fā)的倒角去毛刺機(jī)器人價(jià)格合理、性價(jià)比高，非常實(shí)用。沈陽(yáng)萊茵機(jī)電開從95年開始從事直角坐標(biāo)系機(jī)器人事業(yè)，與多家德國(guó)企業(yè)合作，積累了大量機(jī)器人及相關(guān)驅(qū)動(dòng)控制經(jīng)驗(yàn)，能為您定制高效使用的倒角，打磨和研磨拋光等機(jī)器人。此為沈陽(yáng)萊茵機(jī)電開還從事碼垛搬運(yùn)機(jī)器人，機(jī)床自動(dòng)化機(jī)器人，生產(chǎn)線自動(dòng)檢測(cè)和裝配等自動(dòng)化工作。