2019年05月26日 星期日
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恒力不锈钢钣金件全自动打磨工艺探讨

恒力不锈钢钣金件全自动打磨工艺探讨

               恒力不锈钢钣金件全自动打磨工艺探讨

在整个钣金工艺链中,打磨作为后道工艺,关系着产成品的外观质量,显得尤为重要。过去的几十年,钣金件的打磨大都是由人工借助手持打磨工具完成的,但是效率低下,工作环境恶劣,而且愿意从事打磨工作的工人越来越少,打磨工艺环节已经成为制约钣金工厂自动化水平提升的瓶颈。


近几年,随着中国制造2025、德国工业4.0等概念的提出,制造业对自动化、智能化生产模式的需求日益增长,钣金行业对打磨工艺的自动化升级也进行的如火如荼,机器人打磨市场迅速扩大,国内的打磨工艺水平明显上了一个台阶,然而对于一些打磨要求较高的工件,全自动化打磨的实现仍然存在着一些难题,主要表现在以下几个方面:


⑴磨削量的把握。由于钣金件焊缝高低不一致,需要打磨的工件表面状况也可能存在不一致的情况,那么如何能够有效避免打磨不到位或者过度打磨就成了自动化打磨工艺设计过程中难以逾越的障碍。


⑵磨料在使用过程中的磨削性能必然会降低,难以准确地实时控制打磨力度。


⑶增加视觉系统及力传感器有可能解决上述问题,但成本过于昂贵,不利于推广。


⑷对于要求较高的不锈钢、铝制外观件,由于即便是细小的瑕疵,肉眼可以明显看到的,但机器即便是配置了高端的视觉系统亦难以分辨、几乎难以实现全自动化打磨。

以欧洲某高端不锈钢水槽生产厂的打磨工艺革新为例,该公司年产图1所示规格水槽的数量为25000个,要求将不锈钢水槽上表面的对接焊缝磨平,同时对上表面进行拉丝处理,要求达到较好的均匀一致性效果。


此前,这些打磨工作都是由人工借助手持打磨工具完成的,2017年,德国帕玛公司为其量身定制了自动化打磨解决方案(图2),并顺利成功实施,其实施方案及使用效果总结如下:


⑴以砂带作为磨料,由于砂带与工件柔性平面接触,砂带可紧贴工件表面打磨,打磨效果明显优于传统的砂轮打磨机;由于砂带上的磨粒具备更强的切削力,打磨效率大大提高;同时随着打磨过程消耗,砂带切削能力相对平稳,打磨过程中无需反复调整参数。


⑵主机设备采用德国帕玛龙门式梯形双砂带磨床,机器宽3米,打磨深度范围为1米,平稳的砂带传动系统和打磨工作装置保证了最佳的打磨效果。


⑶采用两个打磨工作装置,一个为压板式,一个为辊轮式。压板式打磨工作装置位于前砂带位置,专门用于对焊缝进行打磨;辊轮式打磨工作装置位于后砂带位置,专门用于对水槽表面的拉丝抛光,这样,在工件一次就位后即可完成所有打磨工序。


⑷打磨工作装置设有灵敏的压力自动调整机构,以保证最适合的打磨力度。


⑸高度可调的工作台对接了自动输送线,以实现自动上下料,设备工作台设有三个工位,这意味着之前要由三个人手动打磨完成的工作现在在一台设备上就可以更快更好的完成(图3)。

⑹设备配置了德国Beckhoff控制系统,通过专门开发的Twin-CAT软件可轻松实现控制和示教,通过电子手轮实现参考点的输入,即可自动生成运行程序。


⑺砂带磨床设备左侧配置了集中除尘装置,可将打磨过程中漂浮的粉尘全部吸除,保证了良好的工作环境。


该打磨生产线已经运行了一年时间,打磨了约25000个水槽。与原有的操作模式相比,打磨时间减少了一半,水槽打磨后的一致性效果大幅提升。同时极大地改善了打磨车间员工的工作环境,降低了劳动强度,德国帕玛公司创始人Ulrich Peitzmeier先生说:“人工打磨是一项艰巨的工作,使身体特别是背部、手臂和肩膀负重,毕竟你必须强迫身体不断的做横向运动,而现在已经完全被设备取代了,这也是打磨工艺进行自动化升级的重要原因。”

除了上述设备外,对于形状更加复杂的水槽工件,亦可采用机器人辅助的打磨系统,如图4所示。通过机器人实现上下料,同时实现打磨过程中工件的变位,由砂带磨床设备保证打磨效率和效果。


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  • 发布日期:2019-02-28