研磨和拋光作業(yè)中，機(jī)器人自動(dòng)化應(yīng)用憑借優(yōu)異的效率和一致性效果，被越來(lái)越多生產(chǎn)者納入升級(jí)計(jì)劃。但要實(shí)現(xiàn)最終有效的自動(dòng)化打磨，需要細(xì)致的機(jī)器人單元設(shè)計(jì)，進(jìn)行大量實(shí)踐工作。

3M機(jī)器人專家依托多年來(lái)的研磨行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出機(jī)器人自動(dòng)化打磨單元設(shè)計(jì)需考慮的一系列技術(shù)因素。今天小編就為大家分步拆解，助您的產(chǎn)線釋放自動(dòng)化“磨”力。

機(jī)器人有效載荷

機(jī)器人的有效載荷是運(yùn)行中它將承載的最大重量加上它將施加的力。承載的重量包含與機(jī)械臂相連的一系列物項(xiàng)：力控和視覺(jué)系統(tǒng)，磨料或抓取的元件，被操控的部件等。因此一定要保證機(jī)器人的額定能力高于預(yù)期有效載荷。因?yàn)槿绻麢C(jī)器人在最高有效載荷下運(yùn)行，可能會(huì)限制加速及靈活性。機(jī)器人單元的占地空間會(huì)隨著機(jī)器人有效載荷及尺寸的增加而增加，所以在設(shè)計(jì)您的系統(tǒng)時(shí)需要注意空間上的限制。

輔助設(shè)備的類型

除了機(jī)器人，一套機(jī)器人單元還包括許多輔助設(shè)備，它們?cè)诠に囎鳂I(yè)中不可或缺。比如落地式打磨機(jī)（如砂帶機(jī)），臺(tái)式打磨機(jī)（如砂輪機(jī)），抓取設(shè)備，測(cè)量與檢驗(yàn)設(shè)備等，以及零件架。他們都會(huì)增加機(jī)器人單元的占地空間和前期成本。

落地式砂帶機(jī)

落地式砂帶機(jī)

抓取設(shè)備及零件架

輔助電機(jī)的馬力

類似于機(jī)器人的有效載荷，輔助設(shè)備上的電機(jī)也一定要有足夠功率，以便執(zhí)行所需應(yīng)用。而牢記電機(jī)的工作周期（電機(jī)的不間斷運(yùn)行時(shí)間）也很重要。如果忽略這些重要因素，有可能招致頻繁的電機(jī)更換，增加成本。

電機(jī)轉(zhuǎn)速與磨料性能

每一種磨料都與具體應(yīng)用密切相關(guān)，并且針對(duì)特定速度下運(yùn)行而設(shè)計(jì)。以最合適的速度運(yùn)行磨料對(duì)于在磨削過(guò)程中獲得理想結(jié)果而言至關(guān)重要。例如，纖維砂碟在負(fù)載下運(yùn)行得太慢就很難發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，因此要確保設(shè)備能夠以最優(yōu)速度來(lái)運(yùn)行磨料。若運(yùn)行速度太慢，磨料性能將受影響。

隨著磨料的使用，性能也會(huì)發(fā)生變化。例如，砂帶的性能通常會(huì)隨時(shí)間推移而發(fā)生變化（因?yàn)檠心ヮw粒會(huì)消耗），砂輪的表面速度將會(huì)隨磨損而下降（因?yàn)橹睆綍?huì)減?。１砻嫠俣鹊南陆禃?huì)影響磨料性能，而一臺(tái)可以設(shè)置變速的電機(jī)能夠?qū)@些變化作出補(bǔ)償。

3M研磨專家貼士

TIPS

注意，雖然磨料性能最終會(huì)隨著礦砂消耗下降，但不同磨料的選擇依然大有不同。

3MCubitronII系列產(chǎn)品使用3M精密成型礦砂，鋒利一致的三角形礦砂在研磨中斷裂出新的尖角，保持銳利繼續(xù)參與打磨，比普通礦砂更加耐耗，減少磨料性能變化對(duì)自動(dòng)化打磨的影響。

3M精密成型礦砂

比如含有3M精密成型礦砂的982C/982CX Pro纖維砂碟，以及CubitronII研磨砂帶系列，就是非常適合機(jī)器人自動(dòng)化打磨應(yīng)用的磨料。

管理磨料的更換

由于磨料會(huì)隨著時(shí)間推移而磨損，您的機(jī)器人需要考慮到切割效率或砂輪直徑的變化。隨著切割速度的下滑，可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程以增大作用力或轉(zhuǎn)速，進(jìn)而完成補(bǔ)償。

同時(shí)，需要考慮磨料更換的工藝，大多數(shù)情況下，該過(guò)程可以完全自動(dòng)化或半自動(dòng)化進(jìn)行操作。

多步驟過(guò)程中的操作順序

需要確定機(jī)器人單元中的最佳操作順序是什么——機(jī)器人將要抓持工件還是磨料？

若機(jī)器人操作的是工件，那么這一系列磨削步驟可能只需要讓機(jī)器人將工件帶到多臺(tái)研磨機(jī)。若機(jī)器人操縱的是磨料，您可選擇使用換料工具，從而讓機(jī)器人針對(duì)不同的步驟抓取正確的磨料。

機(jī)器人抓取工件

機(jī)器人控制磨料

粉塵收集

如同手動(dòng)磨削操作一樣，您需要考慮解決機(jī)器人單元中的集塵問(wèn)題。無(wú)論是采用濕式還是干式集塵方法，必須要減少機(jī)器人單元中的粉塵，以確保電機(jī)最佳表現(xiàn)和成品工件清潔度。若不考慮集塵，粉塵將會(huì)快速積聚，導(dǎo)致不得不停工進(jìn)行機(jī)器人單元的清潔及其零部件的維護(hù)工作。

3M研磨專家貼士

TIPS

3M全新Xtract 網(wǎng)格砂碟系列，精密成型礦砂和專業(yè)孔型的結(jié)合，減少粉塵的堆積，為機(jī)器人自動(dòng)化打磨提供了新的選擇。

力量控制與感應(yīng)系統(tǒng)

不同于操作員，機(jī)器人無(wú)法感應(yīng)到環(huán)境并根據(jù)需要作出判斷與調(diào)整。因此必須對(duì)其進(jìn)行編程設(shè)置，使其沿特定路徑行進(jìn)并開(kāi)展重復(fù)性運(yùn)動(dòng)。

如果沒(méi)有力量控制，很難在磨削過(guò)程中取得一致的結(jié)果。大多數(shù)磨料都是在特定的壓力范圍內(nèi)才有最佳表現(xiàn)。與僅采用機(jī)械臂位置控制相比，力量控制可以讓機(jī)器人施加更加可控的力。

同樣地，視覺(jué)系統(tǒng)允許機(jī)器人根據(jù)外部因素作出過(guò)程調(diào)整。這些系統(tǒng)可檢測(cè)到進(jìn)入部件的方位并調(diào)整機(jī)械臂末端的抓手，從而正確拾取部件。

溫度測(cè)量設(shè)備作為不太常見(jiàn)的感應(yīng)技術(shù)，在某些情況下能扮演重要角色。一般用于熱敏性基材，并用于測(cè)量部件的溫度，以免基材過(guò)熱。

3M研磨專家貼士

TIPS

3M精密成型礦砂切削式打磨，相比形狀不規(guī)則的普通礦砂“刨削”式打磨，更減少熱量堆積。比如984F砂帶冷切削的特性，尤其適合熱敏金屬的打磨。

再抓取需求

當(dāng)需要讓一個(gè)部件的多個(gè)表面朝向磨料時(shí)，可能要多次放下并拾取一個(gè)工件。若工藝過(guò)程中是將工件帶到磨料處，那么再抓取可能會(huì)對(duì)循環(huán)周期有著重大影響。機(jī)器人需要重新抓取每個(gè)部件的次數(shù)越多，對(duì)周期時(shí)間的影響也就越大。同時(shí)，還需要考慮抓力大小。機(jī)器人末端的抓手必須具備足夠強(qiáng)度以應(yīng)對(duì)施加力才能完成部件的正確夾固。例如，輕型抓手將無(wú)法在高壓機(jī)器人應(yīng)用（如澆口研磨）中完成部件的正確夾固。

機(jī)器人持工件進(jìn)行澆冒口打磨

操作人員安全

您的操作人員將偶爾需要對(duì)機(jī)器人作出干預(yù)——更換磨料，清除切屑，或其他臨時(shí)工作，必須考慮人員的安全。機(jī)器人單元設(shè)計(jì)期間，應(yīng)考慮到“上鎖掛牌”規(guī)程，機(jī)器人防護(hù)設(shè)備，以及其他保障安全的方法（如聯(lián)鎖和接近開(kāi)關(guān)）。

設(shè)計(jì)完備自動(dòng)化的過(guò)程頗具挑戰(zhàn)。如果能夠從以上關(guān)鍵因素出發(fā)，進(jìn)行周全的考慮設(shè)計(jì)，成功的可能性將大大提高。當(dāng)然，建立機(jī)器人打磨單元之后，需要更多的測(cè)試、驗(yàn)證和調(diào)整優(yōu)化，正確磨料及打磨方式的選擇也是影響后續(xù)效率的主要因素。3M在機(jī)器人自動(dòng)化打磨應(yīng)用方面的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品就能為您提供充分支持。