協作機器人在機加工領域的應用
機加工包含 CNC 加工中心、車床、磨床、銑床等設備,協作機器人主打小批量多品種、無需圍欄、快速部署、人機協同,非常適合中小機加工廠輕量化改造。主要應用分為六大類:
1、機床自動上下料(最成熟、用量最大)
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功能:毛坯取料→送入機床卡盤 / 工裝;加工完成后取下成品,放置料盤 / 料箱,還可完成工件翻面、工序中轉??蓡闻_機器人服務 2?4 臺機床;搭配移動底盤(復合機器人)可服務更多機床。
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配置:氣動 / 電動夾爪、料盤料架,機器人和機床 IO 信號對接。雙夾爪可以同時取毛坯、取成品,壓縮節拍。
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優勢:24 小時值守,實現夜班無人生產;不用改造廠房,不用安全圍欄;換產拖動示教即可修改程序,適配多規格零件。
適合:中小零件、多品種訂單;大件重載更適合傳統桁架機器人。
2、去毛刺、飛邊、倒角、打磨拋光(力控核心場景)
鑄件、鍛件、機加工后零件孔口、棱邊會產生毛刺,人工打磨勞動強度大、粉塵大、品質不穩定。
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工作方式:機器人末端裝浮動打磨主軸 / 力控打磨頭,依靠協作機器人力矩傳感,保持恒定接觸力,補償工件裝夾誤差。
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適用:閥體、汽車零部件、五金零件壓鑄件的孔口去毛刺、棱邊倒角、簡單表面打磨。
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特點:不需要完全隔離圍欄,工人可在旁邊輔助更換工裝;減少人工打磨的粉塵傷害,產品一致性明顯提升。
3、機內輔助工序
1)工件翻面、二次裝夾:零件一面加工結束,機器人取出翻轉后重新裝夾,完成雙面加工。
2)機床內腔清理:加工結束,機器人夾持氣槍,吹除工裝、工件上的切削鐵屑。
3)簡單工裝鎖緊輔助:人機協同,工人定位工件,機器人輔助壓緊。
4、機加工后檢測與分揀(搭配視覺)
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視覺外觀檢測:機器人帶動相機掃描工件,識別崩角、劃痕、加工缺陷。
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尺寸輔助檢測:搭載激光位移傳感器,檢測關鍵尺寸。
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良品 / 不良品分揀:根據檢測結果,把工件分至不同料箱。
協作機器人負責移動相機,不用搭建固定檢測工位,一套設備適配多種工件。
5、工序轉運與柔性物流(移動協作機器人)
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在車間不同機床之間轉運毛坯、半成品、成品,實現工序之間自動流轉;
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對接料庫,完成物料出入庫,打破單臺機床孤島,構建柔性單元。
6、配套輔助工藝
1)機加工件簡單焊接:加工后的零部件點焊、補焊;
2)打標:夾持激光打標頭,對工件不同位置打碼刻字;
3)簡單裝配:機加工完成的零件進行壓裝、螺絲鎖付。
協作機器人用于機加工的核心優勢
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部署靈活:無需安全護欄,占地小,可正裝、倒裝,老車間直接改造,不用土建施工。
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柔性強:拖動示教,換產快,適合多品種、中小批量機加工企業,這是桁架機械手很難做到的。
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人機共融:工人可在同一工位旁邊作業,處理異常、換工裝,機器人做重復勞動。
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投入門檻低:整體方案成本低于傳統自動化,中小企業更容易落地。
局限性(選型需要注意)
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負載有限,幾十公斤以上重型工件上下料不占優勢;
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運動節拍低于桁架、傳統工業機器人,大批量高速生產場景優先選桁架;
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打磨去毛刺必須配浮動力控工具,否則毛刺去除效果不穩定。
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機床上下料:完成車床、加工中心毛坯上料與成品下料、工件翻面,實現機床無人值守;
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力控打磨去毛刺:利用力感知對鑄件、機加工零件去毛刺、倒角、打磨,改善產品一致性;
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機內輔助作業:鐵屑吹掃、輔助裝夾;
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視覺檢測分揀:帶動視覺傳感器完成外觀檢測,良品不良品分揀;
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柔性轉運:搭配移動底盤實現多臺機床之間工件流轉;
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輔助工藝:打標、簡單焊接、零部件裝配。
核心特點:無需安全圍欄、部署快、柔性高,適合多品種中小批量機加工生產。