一、大型鑄件飛邊打磨機(jī)器人

　　在浙江的一家大型鑄件企業(yè)，對(duì)于澆鑄后的鑄件一直采用人工打磨。工人領(lǐng)導(dǎo)為了避免工人在惡劣環(huán)境下從事繁重的勞動(dòng)，決定采用機(jī)器人替代人工。馬丁路德的集成工程師，為這個(gè)客戶提供了鑄件飛邊打磨機(jī)器人的自動(dòng)化方案。

　　馬丁路德采用日本FANUC LRMate200iC和F-200iB兩種機(jī)器人，分別承擔(dān)工件搬運(yùn)傳送和飛邊打磨任務(wù)。

　　(一)、打磨機(jī)器人由F-200iB單體，配置動(dòng)力主軸和打磨工具等組成。采用Robotmaster銑削系統(tǒng)，使機(jī)器人成為了打磨機(jī)床設(shè)備。打磨機(jī)器人具有多軸功能，因而可以完成復(fù)雜形狀鑄件的外形和內(nèi)腔的直邊與圓邊的打磨去毛刺加工，完成了傳統(tǒng)去毛刺機(jī)床所不能承擔(dān)的打磨工作。

　　(二)、上下料機(jī)器人由LRMate200iC單體和抓手組成。負(fù)責(zé)鑄件的搬運(yùn)，并將抓手夾持的工件翻轉(zhuǎn)，配合打磨機(jī)器人完成全部作業(yè)。機(jī)器人抓手，夾持翻轉(zhuǎn)功能，替代了工件的工裝夾具，都極具柔性，使于不同形狀鑄件上下料作業(yè)。

　　LRMate200iC系列機(jī)器人其輕化設(shè)計(jì)以及很小的橫截面適合多種工作場合。

　　1、高剛性的手臂和最先進(jìn)的私服技術(shù)保證高速作業(yè)時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無振動(dòng)。

　　2、手腕負(fù)載能力大幅增強(qiáng)，可以通過抓取更多的工件來提升效率。

　　3、封閉式R-30iAMate控制器能夠可靠地運(yùn)行在惡劣的工廠環(huán)境下，(如粉塵、油污等)。

　　4、可應(yīng)用多種智能化功能。提供Robotmaster銑削軟件和壓力感應(yīng)潛入等先進(jìn)智能功能選項(xiàng)。

　　(三)、Robotmaster是一個(gè)技術(shù)軟件，可以將在CAM系統(tǒng)中生成的數(shù)控?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)器人程序，從而使得工業(yè)機(jī)器人成為一臺(tái)CNC機(jī)床。

　　(四)、為解決機(jī)加工中的實(shí)際問題，F(xiàn)ANUC的力控系統(tǒng)，采用該軟件的機(jī)器人，能迅速而精確地適應(yīng)加工材料或零件的表面輪廓及連貫性。為機(jī)器人的打磨加工應(yīng)用開辟了新空間，有助于改善加工效果、提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、加快編程進(jìn)度、縮短節(jié)拍時(shí)間、降低生產(chǎn)成本。

　　馬丁路德將上下料和打磨兩種機(jī)器人系統(tǒng)集成，使兩者協(xié)調(diào)配合，高效完成全部的打磨作業(yè)。

　　二、潔具打磨機(jī)器人設(shè)計(jì)

　　衛(wèi)生潔具產(chǎn)品的光潔度不僅使產(chǎn)品美觀，同時(shí)也便于用客對(duì)潔具的清潔，因此，潔具的打磨拋光，是一個(gè)很重要的必不可少的加工工序。

　　許多潔具廠商，對(duì)馬桶座末道的打磨拋光工序，主要采用人工操作方式。如何保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，一直令人頗感棘手。同時(shí)，還面臨著三高問題：人力成本高、廢料率高和生產(chǎn)中斷率高(達(dá)20%)。

　　馬丁路德的集成工程師選用ABB的工業(yè)機(jī)器人，這些機(jī)器人具有以下特點(diǎn)：

　　1、可靠性強(qiáng)——正常運(yùn)行時(shí)間長。IRB2400是全球應(yīng)用最廣的工業(yè)機(jī)器人。該機(jī)器人堅(jiān)固耐用，使用零部件數(shù)量降至最少，可靠性強(qiáng)、維護(hù)間隔時(shí)間長。

　　2、速度快——操作周期時(shí)間短。采用ABB獨(dú)有的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，優(yōu)化了機(jī)器人的加減速性能，使機(jī)器人工作循環(huán)時(shí)間降至最短。

　　3、精度高——零件生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。具有最佳的軌跡精度和重復(fù)定位精度(RP=0.06mm)。

　　4、功率大——適用范圍廣。有效載荷選項(xiàng)為7~20kg，最大到達(dá)距離達(dá)1.810m。

　　5、堅(jiān)固耐用——適合惡劣生產(chǎn)環(huán)境。IP 67防護(hù)等級(jí)，可蒸汽清洗，備有潔凈室型(100級(jí))和“鑄造專家型”。

　　6、通用性——柔性化集成和生產(chǎn)。所有型號(hào)均可倒置安裝。

　　工作站的機(jī)器人附件設(shè)備

　　1、高速電主軸

　　2、打磨磨頭

　　3、軟件包

　　4、變位工作臺(tái)

　　5、工件夾持器

　　6、機(jī)器人變位機(jī)，導(dǎo)軌

　　7、控制器

　　8、電氣柜

　　9、安全圍欄及安全門

　　通過采用ABB的IRB2400和IRB4400機(jī)器人集成，可以讓馬桶座產(chǎn)量翻了4倍。此外，生產(chǎn)周期時(shí)間縮短了五分之一，總廢料率降至2%，設(shè)備停機(jī)時(shí)間接近于零。

　　機(jī)器人帶來了成本優(yōu)勢和生產(chǎn)柔性，并能確保一流的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，使客戶在價(jià)格上足以與新興市場進(jìn)行競爭。

　　此外，在日新月異的商業(yè)環(huán)境中，具備了快速應(yīng)變能力。用戶需求的日益多樣化，再加上時(shí)尚的多變性以及國際競爭的日益加劇，客戶可以每年必須設(shè)計(jì)生產(chǎn)多款新式馬桶座，甚至每隔兩至三年就要開發(fā)整條新產(chǎn)品線。

　　IRB2400機(jī)器人只需15分鐘即可完成新型馬桶座的再編程

　　機(jī)器人的操作精度足以確保這些新技術(shù)和新功能與產(chǎn)品完美融合，更何況還具有其他多種優(yōu)勢，如提高工作環(huán)境的安全性與潔凈度，降低員工的工作疲勞 度，為員工從簡單勞動(dòng)向智力勞動(dòng)(如監(jiān)控或編程工作)的轉(zhuǎn)移創(chuàng)造條件，從而提高員工的能動(dòng)性。此外，機(jī)器人在15分鐘之內(nèi)即可完成新產(chǎn)品型號(hào)的再編程。

　　三、人工關(guān)節(jié)打磨拋光機(jī)器人

　　(一)、人工關(guān)節(jié)表面處理的客觀性

　　人工關(guān)節(jié)有肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié).腕關(guān)節(jié)、指間關(guān)節(jié) 、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及踝關(guān)節(jié)等。人工關(guān)節(jié)由金屬和高密度的塑膠質(zhì)材，依照人體關(guān)節(jié)的構(gòu)造、形狀和功能制作而成，金屬的種類，包括合金 (Titanium )、 鈷鉻合 金(Cobalt-Chrome )及不鋼 (Stainless steel )等，而塑膠材質(zhì)是高密度耐磨損的聚乙烯(Polyethylenc)。要保證人工關(guān)節(jié)具有平滑的關(guān)節(jié)面。因而人工關(guān)節(jié)的表面處理十分重要。

　　目前人工關(guān)節(jié)的表面處理主要依靠人工來打磨拋光。人工的打磨拋光不僅工效低，而且很難保證一致性，因此存在著許多人為的隱患。

　　因此MartinLord采用機(jī)器人集成為人工關(guān)節(jié)打磨拋光柔性單元，具有很高的靈活性、重復(fù)精度以保證工藝的可重復(fù)性及保證質(zhì)量的穩(wěn)定。

　　(二)、MartinLord人工關(guān)節(jié)打磨拋光機(jī)器人的集成

　　1、選用的機(jī)器人：

　　2臺(tái)德國KUKA KR30HAz工業(yè)機(jī)器人。該機(jī)器人具有30 kg的承載能力且最大作用范圍為近兩米。每臺(tái)機(jī)器人在整個(gè)工藝流程中處理不同的工作步，且在此過程中不需要將植入物放下。

　　2、機(jī)器人的周邊設(shè)備：

　　(1)、高速電主軸：三種高速轉(zhuǎn)軸供選擇，Precise SD5084、FISHER MFF1224/42、FISHER MFF1224

　　(2)、兩臺(tái)以PC為基礎(chǔ)的庫卡機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括帶視窗操作界面的控制面板

　　(3)、氣動(dòng)夾持器

　　(4)、夾持器更換系統(tǒng)

　　(5)、打磨及拋光工位

　　(6)、測量設(shè)備

　　(7)、沖洗或清潔部件及相應(yīng)的清潔膏

　　(8)、堆垛系統(tǒng)

　　(9)、機(jī)器人編程

　　(10)、機(jī)器人與打磨設(shè)備之間的接口

　　(11)、變位工作臺(tái)

　　(12)、控制器

　　(13)、電氣柜

　　(14)、安全圍欄及安全門

　　(三)、人工關(guān)節(jié)打磨拋光機(jī)器人機(jī)床的特點(diǎn)與價(jià)值

　　在兩個(gè)機(jī)器人艙內(nèi)均安裝有集成了測量設(shè)備的打磨及拋光工位，在此工位上，兩臺(tái)機(jī)器人可以對(duì)髖關(guān)節(jié)假體逐步分區(qū)進(jìn)行加工處理。在此過程 中，KR30HA可使假體始終保持在一個(gè)規(guī)定的位置。為使在更換到第二臺(tái)機(jī)器人后還能夠保持假體的位置，機(jī)器人將假體與相應(yīng)的夾持器一起接過。庫卡機(jī)器人 可分三個(gè)班次打磨及拋光批量最多200個(gè)的植入物。在完成打磨及拋光以后，在機(jī)器人艙外還會(huì)接著進(jìn)行一項(xiàng)附加的表面處理工序。

　　該項(xiàng)目成功的一個(gè)重要前提就是為這項(xiàng)應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)開發(fā)的氣動(dòng)夾持器。終端效應(yīng)器必須能將髖關(guān)節(jié)假體牢牢握住，但是又不允許對(duì)其造成任何損傷。

　　1、精確度極高

　　為使機(jī)器人能夠極為精確的完成工作而對(duì)其進(jìn)行了完全的測量。這是其他生產(chǎn)商所提供的機(jī)器人不具有的獨(dú)有特征。

　　2、更大經(jīng)濟(jì)效益

　　與之前主要為手工傳遞的工藝相比，全自動(dòng)化帶來了更高的生產(chǎn)能力、可復(fù)制的質(zhì)量，并最終帶來了更大的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢還在于其所需占用的場地小、性價(jià)比高。

　　3、靈活性高

　　靈活的機(jī)器人可傳送不的產(chǎn)品系列，每個(gè)系列可能包含六至八種不同的髖關(guān)節(jié)假體。另外，機(jī)器人還可以在不用放下假體的情況下完成多個(gè)工作步驟。如果使用其他的技術(shù)設(shè)備，則必須不斷的取下假體并將其送到下一個(gè)設(shè)備。

　　4、節(jié)拍時(shí)間短

　　使用兩臺(tái)機(jī)器人可使節(jié)拍時(shí)間很短。