工业机器人：汽车零配件铝合金柔性去毛刺打磨的革新之路

《工业机器人：汽车零配件铝合金柔性去毛刺打磨的革新之路》

一、汽车零配件铝合金打磨需求与挑战

（一）铝合金打磨的重要性

铝合金由于其质轻、高强、耐腐蚀等特性，在汽车零配件中得到了广泛应用。汽车轮毂、发动机部件、车身结构件等许多关键部位都采用铝合金材料。打磨对于汽车零配件铝合金至关重要，一方面，通过打磨可以去除铝合金零件表面的氧化层、毛刺和瑕疵，使零件表面光滑平整，不仅提升了零件的外观质量，还能减少空气阻力，提高汽车的整体性能。另一方面，打磨能够增强铝合金零件的耐腐蚀性，延长零件的使用寿命，降低汽车的维护成本。

（二）传统打磨方式的挑战

传统的人工打磨劳动强度大，工人需要长时间手持打磨工具进行作业，容易疲劳，而且工作效率低下。同时，人工打磨的质量很大程度上取决于工人的技术水平和经验，难以保证质量的稳定性。此外，人工打磨过程中会产生大量的粉尘和噪音，对工人的身体健康造成严重危害，工作环境恶劣。

传统的机械打磨虽然在一定程度上提高了效率，但也存在一些不足之处。例如，传统机械打磨的精度相对较低，难以满足汽车零配件对高精度的要求。而且，传统机械打磨的设备成本较高，维护保养也较为复杂，增加了企业的生产成本。同时，传统机械打磨在操作过程中也容易出现质量不稳定的情况，如过度打磨导致零件尺寸偏差，或者打磨不均匀影响零件的外观和性能。

二、工业机器人柔性去毛刺打磨的优势

（一）高效性

工业机器人在铝合金柔性去毛刺打磨中展现出了显著的高效性。首先，工业机器人的运行速度快，能够在短时间内完成大量的打磨任务。例如，在汽车零配件生产线上，工业机器人可以快速地对铝合金轮毂进行去毛刺打磨，大大提高了生产效率。据统计，一台工业机器人的工作效率可以相当于多个工人的总和。其次，工业机器人可以连续工作，不受疲劳等因素的影响。相比之下，人工打磨需要工人进行休息，工作时间有限，而工业机器人可以 24 小时不间断地工作，极大地提高了生产效率。此外，工业机器人还可以通过自动化生产线与其他设备协同工作，实现生产过程的无缝衔接，进一步提高生产效率。

（二）高精度

工业机器人在铝合金柔性去毛刺打磨中具有高精度的优势。工业机器人具备高精度的定位系统和运动控制系统，能够精确地控制打磨工具的位置和力度，保证打磨精度。例如，国内首台高铁焊缝打磨机器人的精度可以达到 0.2 毫米，能够确保高铁车身的每一条焊缝都精细打磨。在汽车零配件铝合金打磨中，工业机器人可以根据预设的程序和参数，对不同形状和尺寸的零件进行精确打磨，减少误差，提升产品质量。同时，工业机器人还可以通过传感器实时监测打磨过程中的参数，如力度、位置等，并根据反馈信息进行调整，进一步提高打磨精度。

（三）灵活性

工业机器人在铝合金柔性去毛刺打磨中具有很强的灵活性。工业机器人可以通过编程实现不同的打磨路径和动作，适应不同形状和尺寸的零件。例如，在汽车零配件生产中，工业机器人可以对发动机部件、车身结构件等各种复杂形状的铝合金零件进行柔性打磨。同时，工业机器人还可以通过更换不同的末端执行器，如打磨头、刀具等，实现不同的打磨工艺和要求。此外，工业机器人还可以与机器视觉系统相结合，实现对零件的自动识别和定位，进一步提高打磨的灵活性和精度。

三、不同工业机器人方案介绍

德国曼德去毛刺浮动主轴方案

德国曼德 MDA350 工业机器人去毛刺浮动主轴具有众多特性。大转速和功率范围可以满足不同的去毛刺工作，方形外壳易于水平或垂直地安装在工具支架，螺纹接口易于和机器人末端安装。双轴承装置保证更好的负载能力和去毛刺工作效果，从而保证高精度运行。采用浮动机构，极大地降低了机器人示教和编程难度。主轴用气动主轴，速度高，能提高工作效率。自适应产品公差，披风大小所导致的不一致。加工不同材料可以预设浮动压力。可安装工具丰富，如旋转锉、铣刀、毛刷、磨头。安装采用气动浮动机构，主轴可以在轴向 360 度任意角度偏摆。35000转的速度可以更有效的去毛刺毛刺，浮动范围+-4度能更有效的兼容大范围的压铸产品，修正不一样的误差范围，主轴是通过气体来驱动，通过调整不同的气压大小来实现主轴不同范围的转速调整，实现柔性加工。浮动力也是通过气压调节浮动力的大小，实现柔性化打磨抛光，适用于所有的曲面工件倒角去毛刺。

发那科FANUC R-2000iC/165F方案

FANUC 机器人汽车铝压铸件自动研磨系统具有多项关键技术和特点。关键技术包括湿式打磨，解决了粉尘爆炸的隐患；离线编程，高精度地生成打磨轨迹；恒力浮动砂带机、抛光机，保证缺陷均匀去除；研磨适配软件；布局紧凑。系统由 2 台FANUC R-2000iC/165F机器人、上料台、卷帘门、去毛刺机、抛光机、湿式砂带机、工业防爆除尘器、换手台、中转台、清洗烘干一体机、质检台、防护房、光栅等安全防护设备组成。具有采用双机器人研磨，提高生产效率；由机器人控制伺服砂带机协同打磨，柔性高；湿式砂带机可以整体伺服旋转，确保机器人以最好的姿态进行打磨；抓手可快速切换，适配多种零件；密闭设计，采用双层铝合金型材，防护全面；湿式打磨，去除粉尘，系统防爆性能好。

四、工业机器人柔性去毛刺打磨的应用案例

（一）发动机壳打磨

发动机壳作为汽车的关键部件之一，通常由铝合金制成。在生产过程中，发动机壳会产生毛刺等瑕疵，影响其性能和外观。采用工业机器人进行柔性去毛刺打磨，可以有效解决这些问题。

例如，上海发动机外壳 6 轴机械臂去焊缝柔性刀头浮动去毛刺雕铣主轴 MDA 350 在发动机壳打磨中表现出色。其大转速和功率范围能够满足发动机壳复杂形状的去毛刺需求。双轴承装置保证了更好的负载能力和去毛刺工作效果，使得发动机壳表面光滑平整。同时，浮动机构能够根据发动机壳的实际形状自动调整刀具位置，避免了刚性主轴去毛刺不均匀的问题。此外，加工不同材料时可以预设浮动压力，保证了加工稳定性。

（二）汽车轮毂打磨

汽车轮毂经机加工后，会产生残留毛刺或飞边，而且由于汽车轮毂是一个不规格的曲面，去毛刺加工尤为困难。

新能源汽车轮毂去毛刺，机械臂加装德国曼德MDA350去毛刺浮动主轴，自适应产品公差，披风大小所导致的不一致。加工不同材料可以预设浮动压力。可安装工具丰富，如旋转锉、铣刀、毛刷、磨头。安装采用气动浮动机构，主轴可以在轴向 360 度任意角度偏摆。35000转的速度可以更有效的去毛刺毛刺，浮动范围+-4度能更有效的兼容大范围的压铸产品，修正不一样的误差范围，主轴是通过气体来驱动，通过调整不同的气压大小来实现主轴不同范围的转速调整，实现柔性加工。浮动力也是通过气压调节浮动力的大小，实现柔性化打磨抛光，适用于所有的曲面工件倒角去毛刺。

（三）变速箱壳体打磨

铝合金压铸变速箱壳体在生产过程中，棱、孔边缘会产生毛边与毛刺现象，需要进行打磨处理。

首先，变速箱壳体采用铝合金高压铸造生产，产品精度高，表面光滑平整。但在打磨前，其状态为棱边有毛刺，表面有氧化皮。

对于铝合金压铸变速箱壳体的抛光工艺，采用粗磨 + 清洗结合的打磨工艺。粗磨采用振动式研磨抛光机，使用中切削力的圆锥形树脂磨料配合来粗磨，研磨石的锐角可以深入沟槽、折角、内壁，达到去毛刺除飞边的作用。清洗还是使用振动式研磨抛光机，磨料采用无切削力的精密研磨材料斜圆柱形高铝瓷磨料，磨料比重大，有抛光增亮作用，可以进一步降低表面粗糙度。为提高产品过水后的防锈性能，抛光完成后利用振动式烘干机，利用玉米芯磨料吸收水分同时烘干内外表面水分，进行干燥处理。

经过使用曼德MDA350浮动主轴打磨后的变速箱壳体，表面光滑，无毛刺，无氧化皮，达到了良好的打磨效果。

五、未来展望

工业机器人在汽车零配件铝合金柔性去毛刺打磨中发挥着至关重要的作用。它不仅提高了生产效率、保证了打磨精度，还展现出了强大的灵活性，适应了不同形状和尺寸的零件打磨需求。

从市场规模来看，随着汽车行业的不断发展，对铝合金零配件的需求持续增长。根据《2023 -2027 年中国打磨机器人行业市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示，2022 年我国抛光打磨机器人市场规模达到96.1 亿元，同比增长 18.7%，其中汽车领域占比 19.5%。GGII 预计，未来几年，中国抛光打磨机器人销量年均增速在 20% 左右，市场规模将不断扩大。这为工业机器人在汽车零配件铝合金柔性去毛刺打磨领域的应用提供了广阔的市场空间。

在技术发展方面，未来工业机器人将更加智能化。具备自主学习和自适应能力，可以根据不同的工件和工艺要求进行优化调整。例如，通过传感器和人工智能技术，机器人能够实时感知工件的形状、尺寸和毛刺情况，自动调整打磨路径和力度，提高打磨效率和质量。同时，多功能化也是未来的发展趋势之一。工业机器人将不仅仅局限于单一的打磨功能，还可以实现多种其他加工工艺，如切割、钻孔、铣削等，为汽车零配件的生产提供更加全面的解决方案。

柔性化也是工业机器人未来发展的重要方向。随着汽车行业对个性化定制的需求不断增加，汽车零配件的形状和尺寸也越来越多样化。工业机器人需要更加柔性化，能够适应不同的工件形状和尺寸，实现定制化的加工服务。例如，通过采用更加灵活的机械结构和控制系统，机器人可以根据工件的实际形状自动调整姿态和打磨工具的位置，确保打磨效果的一致性和高质量。

网络化也是工业机器人的发展趋势之一。通过互联网实现远程监控和控制，提高生产效率和质量。汽车生产企业可以实时监控机器人的运行状态，及时发现和解决问题，提高生产的稳定性和可靠性。同时，网络化还可以实现机器人之间的协同工作，提高生产效率和灵活性。

此外，绿色化也是未来工业机器人发展的重要方向。采用更加环保的材料和技术，减少对环境的影响。例如，在打磨过程中，采用更加高效的除尘设备和降噪技术，减少粉尘和噪音对环境的污染。同时，采用更加节能的电机和控制系统，降低机器人的能耗，实现可持续发展。

总之，工业机器人在汽车零配件铝合金柔性去毛刺打磨中具有广阔的发展前景和潜力。随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，工业机器人将更加智能化、多功能化、柔性化、网络化和绿色化，为汽车行业的发展提供更加高效、精准、可靠的加工服务。

备注：以上资料源于东莞昌盛安曼机器人有限公司，如有雷同，请与苏先生联系。

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被动打磨浮动力控：NCF110-25CS、NCF250-25CS、NCF250-50CS、NCF490-25CS、NCF490-50CS。

主动打磨浮动力控：LM110-25CS、LM250-25CS、LM250-50CS、LMF490-25CS、LM490-50CS。

自适应浮动力控打磨套件(1P)：LM250-25CS 1.5KW-1P、LM250-50CS 1.5KW-1P、LM490-25CS 3.0KW-1P、LM490-50CS 3.0KW-1P。

自适应浮动力控打磨套件(2PH)：LM250-25CS 1.5KW-2PH、LM250-50CS 1.5KW-2PH、LM490-25CS 3.0KW-2PH、LM490-50CS 3.0KW-2PH。

自适应浮动力控焊缝套件(2PV)：LM250-25CS 1.5KW-2PV、LM250-50CS 1.5KW-2PV、LM490-25CS 3.0KW-2PV、LM490-50CS 3.0KW-2PV。