关于自动打磨设备的研究和选购
近年来,随着工业技术、工业自动化脚步的突飞猛进,各种自动化打磨设备在铸造得到了越来越广泛的应用。但在实际应用中,许多自动化设备存在着刚性不足、打磨工艺不合理等问题,导致许多企业购买设备的实用性降低,甚至出现不如人工打磨效率高的尴尬情况。面对自动化打磨设备市场中产品种类繁多、良莠不齐的现状,试问,你真的足够了解吗?
如果你刚刚开始接触自动化打磨,那么将有很多东西要学,希望通过这篇文章能帮助你完成自动化过程——从了解设备的机械结构到选择系统集成商,其中一些敏感的问题,你也会从这里找到答案。
机械结构
要想真正的了解自动化打磨设备,首先,我们要知道机械机构是评价一台设备刚性与稳定性优劣的首要标准。行业内的人士都清楚,机械结构的不同,会影响设备的打磨效率以及打磨精度。在机械结构的设计上,综合目前市场各类自动化设备,虽然外形尺寸丰富多样,但是主要有以下两种形式;
1.机械手结构
机械手的工作原理是,采用三关节、六关节等机械臂进行打磨,其优点是灵活性好,打磨某些灰铁小型铸件具有一定效果;劣势是,承载力和刚性都低,处理球铁或者铸钢等高强度的零件时打磨去除量低,一次打磨只能去除1-2mm,甚至会造成焖车这种无法加工的情况。而且,机械手设备长期使用由于承受交变载荷力,会导致机械手臂关节处受损,关节轴位置经常偏移,打磨精度也会随之下降,甚至还会缩短设备的使用寿命。
机械手结构类型设备在铸件打磨、切割技术与应用方面的劣势:
1)刚性差:高强度、多维度、厚大浇冒口的打磨以及切割工序很难解决。
2)效率低:机械手臂托举结构,串联传递运动,运动速度慢、效率低。
3)精度低:结构强度低,当遇到载荷波动时,振动较大,精度在±0.05mm—±0.1mm。
综上所述,我们大概的了解了机械手结构设备的工作原理,以及该类型产品存在的技术短板,那么其它机械结构在打磨加工时有哪些特点呢?与机械手设备相比,又有哪些优势呢?接下来让我们在看看机床结构设备有哪些发光点。
2.机床结构
说起机床结构的优点,就要拿机械手结构来比较。作业时机床结构可以实现五轴或六轴的联动,其灵活性毫不逊于机械手。并且设备各轴可直接运动,相较于机械手结构,机床结构设备对打磨速度以及精度的提升都非常明显。况且,机床结构本身自重就大,刚性更高,保证在打磨高强度铸件时振动小,刀具始终保持最佳的切削状态,从而获得更长的刀具寿命和更短的打磨节拍。而机械手类型的设备则无法达到此类铸件加工工艺的要求。
机床结构类型设备在铸件打磨、切割技术与应用方面的优势:
1)高刚性:机床导轨丝杠结构,自重大,稳定性好,可以实现铸钢、球铁等不同材质中大型零部件的打磨、切割。
2)高效率:各轴直接运动,运动无需传递,运动速率快,磨削效率高。
3)高精度:打磨切割振动小,重复定位精度可达±0.02mm,远远超于于行业平均水准。
激光测量系统
打磨工序的自动化并非易事,剖析一台设备的机械结构也只是开始。要想让打磨作业看上去更轻松,只有经过大量的实验与科技创新才能让自动化设备获得上佳表现。下面,再让我们了解铸造清理颇具挑战性的技术——激光测量系统,对于铸件打磨的深远影响。
不同于人工作业,设备无法用眼睛观察工件并根据需要作出判断与调整。由于每个工件存在的偏差不同,在加工过程中难免会出现过切,或者不能有效切除金属残余量等问题,很难取得一致的磨削结果,这时我们需要激光测量技术的帮助。
激光测量技术,首先通过使用激光测距传感器,来实时获取当前工件的检测点与样件点的距离偏差,把相应的数据实时传送给控制系统,然后应用为不同工件开发的软件和模块进行对比计算,从而补偿程序,以此引导设备对目标工件进行切割打磨。激光测量技术的成功运用,为我们解决了铸件清理公认的难题——铸钢件的切割以及大铸件的打磨。
这就是激光测量技术在实际中至关重要的原因。令人遗憾的是,能熟练掌握并运用这项技术的企业少之又少,大部分一直走在技术探索的路上。由于技术上的不足,这类企业对于单个铸件打磨的效率低,并且无法满足例如产线中大量零件的清理要求,即使个别企业完成了镜组和激光干涉仪的集成,但因其机械结构不合理,设备底层算法不完善,最后导致实际应用中,纠偏效果并不理想。
磨削主轴
相信不少企业在考察各类自动化设备时,会遇到品牌之间大打价格战的情况。一个负责任的供应商,应当建立起全球价值链合作网络,集成适合设备使用的配件、工具等,实现打磨自动化最佳解决方案。而不是为了缩减成本,退而求其次,利用有明显技术缺陷的产品来误导市场。例如,设备上使用的磨削主轴,就存在着诸多猫腻。
1.伺服电机
现在市场上的磨削主轴普遍选用的是廉价的伺服电机来带动。其负载小、扭矩小的缺点,使伺服电机长时间工作时,极易造成主轴过热状况。而且在高强度铸件的处理上,磨削主轴刚性不足的缺点,会导致工件清理一次性很难完成,剩余部分经常需要人工补清,设备使用率严重不足。企业投入成本增加,产出效率却无显著提高。
伺服电机劣势:
1)可以实现的负载小、扭矩小,刚性不足。
2)保护性不够,无正压气体保护,只有密封保护。
3)空气冷却,长时间工作会导致主轴过热。
2.高速电主轴
相较于伺服电机和普通的电主轴产品,设备采用高速电主轴才更加可靠,因为其负载大,转速高的优势早已经过多年的市场认证。在打磨诸如发动机缸体、缸盖这种中大型铸件时,可完成工件100%清理,无需人工二次作业。高速电主轴安全、可靠、耐用的特点,满足了设备在各种恶劣环境下稳定作业的需求,得到了诸多企业的青睐。当然,价格也会比伺服电机高出很多。
高速电主轴优势:
1)扭矩反馈系统,扭矩大、负载高,刚性好。
2)自带正压气体保护,安全可靠。
3)闭环水冷功能,可以实现在恶劣环境下的打磨应用。
供应商的选择
前几年新闻报道,某大型国企新上缸体清理线,由于国内某厂产出的打磨设备和另一家国外公司的打磨机器人不匹配,产生纠纷,长期无法解决,导致该线长期停滞未能投入使用,给企业带来了严重的经济损失。
现在自动化市场,有很多设备制造商,技术不足,贸然放仿制国外、国内设备,没有经过市场的实际检验,拿来主义思想,导致设备无法集成,售后无法维护,造成双方互相伤害的局面。
选择供应商的标准:
1)具备自主知识产权和一定的研发能力。
2)可实现机器人、自动化打磨设备在产线中的有效集成。
3)拥有众多成功实施案例。