机器人打磨缸体的几点体会

铸造行业可以说是一个重污染的行业，产生的粉尘大，劳动强度高，噪音污染也很大。随着国家对环保的要求越来越高，铸造行业准入标准也越来越严格。而劳动力资源的巨大缺口的出现，愿意从事铸造清理行业的工人越来越少，所以机器人换人是大势所趋。现阶段在铸造这一行业，我们可以看到，上游的造型、浇铸业已经大范围的实现了自动化，可是在清理和打磨工序这一段，自动化应用非常少，究其原因主要是这一段对铸造本身来说，基本上生产出来的都是毛坯件，工件都很难定位，铸件表面比较粗糙，也没有可靠的装夹定位点，还有铸件本身的铸造偏差以及飞边、毛刺，加上内、外浇冒口等不定的偏差量，这些都会使实现自动化的清理打磨更具有挑战性。

影响缸体打磨质量和效率的因素

1、铸件本身的铸造影响因素，比如：铸件的收缩偏差，铸件涨箱，铁水的浇注温度，砂箱错位，砂芯的残缺，砂箱夯实程度等都能影响工件的铸造偏差。可能会导致铸件的毛刺陡增，上下偏离，飞边加厚、错边等等。这些铸造偏差极大的影响了铸件在自动化打磨中的定位精度和重复定位精度。
2、每个工件偏差的不同：在加工过程中有可能会出现过切，或者不能有效的清除突增的内、外浇冒口和飞边的残余量等问题，极大地影响了缸体的打磨质量，也会使夹具设计出现困难，最主要的是机器人的轨迹不好规划，容易出现打磨失准的情况。
3、铸件的表面比较粗糙，会使激光测量、激光检测出现很大的失准，这样对补偿计算也会造成很大的误差，误差量可能在0.2左右，这就给缸体的测量和精准定位带来困难。以上种种误差的累计误差非常之大，误差的漂移量也不确定。 

  

以上的种种因素是缸体的本身铸造缺陷，而且这种缺陷在每个缸体上或多或少都会存在，这就为自动化打磨的实现带来了诸多困难。 

如何实现缸体打磨的高效高质？

 

1、综合考量 集成思维：  这就要求在机器人自动化清理生产线设计时充分予以考虑，综合分析各种因素，其中包括刀具的切磨刀具大小，主轴功率的选择，装夹定位方式的自动化程度，检测缸体的光学物理特性，机器人参数的选用，机器人的轨迹规划，路径的实现，实时力矩反馈，补偿算法及控制系统的选择等等。
2、弥补机器人的刚性不足：就机器人本身来说，其本身也存在一定的因素，其中就有不能克服的运动误差和其他弱点。比如，机器人的本体的刚度，自身的挠度，重复精度等或多或少会给缸体打磨带来一些影响。 

案例分析——杭汽发打磨项目

铸件装夹及修正偏差及补偿措施

我们在杭汽发的缸体自动打磨项目中，充分考虑了以上所有因素，比较和计算了各部实测点的优劣，我们在选取测量点时，充分考虑了缸体的变异点，缸体的切磨路径以及对能影响加工质量的点线面进行了测量选取；在夹持缸体时，选取了缸筒为夹持点，同时选取下缸体某些稳定点做定位点，经过反复测试后确定，其整体偏差比较稳定，有利于我们进行激光检测等，不论是采用比例算法还是微分数法都比较容易实现。

实施中是通过激光对缸体测量后，把相应的数据实时传送给控制系统，应用我们的软件和模块进行对比计算，生成补偿程序，来辅导机器人对缸体进行切割打磨。

机器人运动轨迹规划

我们与KUKA及西门子、贝加莱等公司，在研发和实践中，用我们的执行软件来柔和的实现了三维仿真，能够对缸体或者其他被加工件进行有效的三维仿真，真正实现了离线编程的可能，而且在杭汽发的项目中得到了充分的验证。  

我们在杭汽发的项目中采用誉洋工业智能开发的计算软件修补和补偿机器人的规划路径，使得仿真效果接近真实的加工轨迹，再用应用机器人的仿真软件校准，重新规划，防止了奇异点的产生，轨迹规划更真实，效率更高。
  
通过杭汽发机器人自动打磨生产线的实践，我们充分认识到，铸打磨自动化生产线是一个非常复杂的系统工程。这一复杂系统工程是一个在高端平台上的友好集成。也是通过对此项目的深一步实践和研究，我们积累了更丰富的经验，希望能为铸造行业提供更好的服务。