SUGINO速技能機器人去毛刺技術
近年來，隨着工業機器人在加工現場的普及，機器人去毛刺的自動化也被考慮在內。 然而，在現實中，會出現各種問題，能夠順利實現自動化是很少見的。 為了解決這許多問題，速技能機械開發了一款配備浮動機構的末端執行器 BARRIQUAN。 在 De Barabo，我們將改進我們的浮動加工技術，並與您一起挑戰解決問題。
機器人×浮動加工
作為手動去毛刺的自動化方法，人們正在考慮執行類似于人類動作的動作的機器人。 然而，出現了去毛刺自動化特有的問題，例如難以創建精確加工軌跡的機器人結構問題、由於切削工具磨損導致毛刺的大小和形狀發生變化以及工件尺寸的變化。
解決這個問題的方法是“浮動加工”。
浮動加工是一種加工方法，通過使用配備浮動機構的末端執行器來吸收機器人加工軌跡中的偏差並響應工件形狀的變化，從而防止工件的過度研磨和留下毛刺，從而使刀具適應工件的形狀。
機器人去毛刺的 4 個重要要素
我們將解釋順利實現機器人去毛刺自動化所需的四個要素。
1 機器人的選擇
工業機器人根據應用具有不同的結構和性能，但通過選擇適合去毛刺的機器人，可以實現穩定的自動化。
（1） 垂直多關節機器人
它是一種具有鉸接式結構的工業機器人，其特點是形狀類似于人的手臂。 因為它是三維的，自由度高，並且可以接近人類運動移動，所以適合替代手動完成的重複性簡單任務，是機器人去毛刺 的。
鉸接式機器人有兩種類型：需要安全圍欄的工業機器人和不需要安全圍欄的協作機器人，但工業機器人在工人安全和機器人速度方面更適合去毛刺。 此外，根據使用環境，可能會散落細小的碎屑和切削油，因此需要檢查 IP 等級。
（2） CRb – 互聯機器人
它是一種工業機器人，其特點是結構纖薄，可以在狹窄的空間內安裝和操作。 節省空間，具有高剛性、優異的直線度和高定位精度。
當您想在狹窄空間內以最小的移動去除毛刺或加工長工件時，它非常有效。
了解有關 CRb 的更多信息 - Connected Robot
2 帶浮動機構的主軸（末端執行器）
在機器人去毛刺中，重要的是要知道如何處理工件的變化。
也有一種方法可以通過使用視覺相機或力傳感器的軟件反饋控制來解決這個問題，但它可以達到高質量，但它也有實現成本高、處理速度慢的缺點。 通過選擇能夠響應毛刺和工件尺寸變化的末端執行器，可以執行兼顧成本和加工速度的機器人去毛刺。
對於使用旋轉刀具的機器人去毛刺，使用帶有浮動機構的主軸進行浮動加工是有效的。 浮動機構有兩種類型，伸縮式和傾斜式，必鬚根據毛刺的位置進行選擇。
（1） 伸縮式
伸縮式通過沿 Z 方向拉伸和收縮工具來跟隨工件。
它適用於工件邊緣發生的去毛刺，通常用於鑄件去毛刺和機械加工后。
單擊此處查看伸縮式浮動機構的產品
（2） 傾斜型
在傾斜式中，刀具通過傾斜跟隨工件。
它更適合於發生在“表面”而不是工件邊緣的突起和毛刺。 它通常用於壓鑄鋁的分型線去除。
單擊此處查看傾斜浮動機構的產品
3 了解浮動機構特性的機器人示教技術
浮動加工是一種專門用於去毛刺的方法，這在精密切割中通常是不可能的，其中尖端工具的位置在切割時會發生變化。
因此，為了追求質量，除了一般的切削理論外，還需要在了解浮動加工獨特特性的情況下進行教學。
4 高級工具的訣竅
在機器人去毛刺中，與手動工作一樣，根據毛刺的類型和大小選擇工具，以獲得所需的去毛刺質量。 在浮動加工中，選擇考慮到浮動加工與刀具之間兼容性的刀具也很重要。
以下是 90° 錐形硬質合金旋轉棒的示例，該旋轉棒通常用於伸縮浮動加工。 硬質合金旋轉棒根據切削刃的類型大致可分為四種類型。 兩者的切削加工性和二次毛刺的抑制存在差異，但即使它們是相同類型的切削刃，其特性和兼容性也因製造商而異。 此外，與浮動加工的兼容性會根據毛刺的材料和類型而變化，因此需要專業知識來選擇 刀具並追求質量。
■ 浮動作業中使用的高級工具示例
■ 硬質合金旋轉棒切削刃類型
機器人×浮動加工去毛刺的特點
1 廣氾的適應性，可加工複雜的三維形狀
利用機器人的鉸接式結構，使其能夠以類似于人的方式移動，可以從任何角度和姿勢接近它，使其適用於具有三維複雜形狀的工件的去毛刺。
在加工中心等加工機上需要同時控制多個軸的操作，可以用一個機器人完成。
此外，由於可以適應的形狀多種多樣，因此可以使用通用的自動去毛刺系統來處理各種產品，而不是使用一台專用機器。
2 可以進行質量穩定的去毛刺
通過用機器人代替工人，可以不受人為因素影響的連續加工。
通過組合浮動加工，該系統在響應工件和毛刺的變化的同時吸收機器人加工軌跡中的偏差，因此連續加工時的質量非常穩定。
3 將小型機器人變成去毛刺機
■ 加工過程中機器人的加工負荷（伸縮浮動）
使用機器人進行加工時，機器人的有效載荷能力往往更大，因為除了末端執行器本身的重量外，還需要具有能夠承受加工載荷的有效載荷。
浮動機構起到阻尼器的作用，吸收加工反作用力的衝擊，具有減輕機器人加工負荷的作用。
即使在需要有效載荷能力為 20 kg 或更大的機器人而沒有浮動機構的加工條件下，當有伸縮式浮動機構時，也可以使用有效載荷能力為 7 kg 或更高的機器人進行加工，因此可以在節省空間的同時進行高速去毛刺加工小型機器人。
4 刀具壽命的穩定
浮動機構根據切削力和切削力之間的平衡來改變切削刃的位置。 因此，即使在加工過程中切削力突然增加，也會自動調整加工壓力並以恆定的力進行加工，因此很難對刀尖刀具施加過大的負荷，因此刀具壽命是穩定的。
可選的 SG 浮動裝置 （C-FS01） 具有高響應規格，即使在加工扭矩下也能響應，有望有效地進一步穩定刀具壽命和穩定由於切削力變化較大而導致的高低高度差工件的倒角量。
■ SG 浮子如何漂浮
×浮動加工機器人可以做什麼？
擅長浮動加工的毛刺
（1） 加工后的毛刺
我們擅長去除銑削、立銑和磨削后工件端面上出現的毛刺。
它在輪廓不規則的區域（例如材料表面和加工表面之間的邊界）以及變形或偏斜的工件中特別有效。
我們主要選擇帶有伸縮式浮動機構的末端執行器。
（2） 鑄造毛刺（分型線、膜毛刺）
我們專注于鑄件的中間精加工 ~ 最終精加工，例如分型線和去除模具配合面上出現的膜毛刺。
可以完成使用大型主軸或修邊機進行粗加工無法去除的細節。
我們主要選擇帶有傾斜浮動機構的末端執行器。
不擅長浮動加工的加工
（1） 無法使用高級工具的地方
由於浮動加工是一種切削過程，因此無法加工尖端工具不撞擊或干涉的零件。
此外，如果擊中高級刀具但浮動機構無法正常工作，則無法選擇和接近高級刀具，因為加工會導致質量缺陷和末端執行器過早損坏。
示例：相交孔、模塊中的小齒輪等。
（2） 基材上的划痕是 NG
在浮動加工中，旋轉刀具跟隨工件，因此加工表面上總是有切削痕跡。 我們可能無法處理由於殘留切割痕跡而出現問題的外部或功能部件。
示例：帶有 NG 切割痕跡的零件、外部零件、內部拋光表面、密封表面等。
對於此類毛刺，使用高壓水進行“水射流去毛刺”是有效的。
由於水射流是一種非切削工藝，即使注射距離很遠也不會衰減衝擊力，因此適用於刀片難以到達的地方（如深孔和交叉孔）的去毛刺，以及不想損坏母材的工件的去毛刺。
正在進行加工測試
在去毛刺實驗室 “De Barabo” ，我們隨時接受正在考慮使用機器人進行去毛刺自動化的客戶提出的處理測試請求。
我們不是簡單地進行加工測試，而是要求客戶在進行測試前分享他們的問題，明確他們的目標，然後在 De Barabo 的設備中進行測試處理。 測試結果將總結在報告中。
通過加工測試，我們將與客戶一起考慮實現自動化。
機器人×浮動加工
作為手動去毛刺的自動化方法，人們正在考慮執行類似于人類動作的動作的機器人。 然而，出現了去毛刺自動化特有的問題，例如難以創建精確加工軌跡的機器人結構問題、由於切削工具磨損導致毛刺的大小和形狀發生變化以及工件尺寸的變化。
解決這個問題的方法是“浮動加工”。
浮動加工是一種加工方法，通過使用配備浮動機構的末端執行器來吸收機器人加工軌跡中的偏差並響應工件形狀的變化，從而防止工件的過度研磨和留下毛刺，從而使刀具適應工件的形狀。
機器人去毛刺的 4 個重要要素
我們將解釋順利實現機器人去毛刺自動化所需的四個要素。
1 機器人的選擇
工業機器人根據應用具有不同的結構和性能，但通過選擇適合去毛刺的機器人，可以實現穩定的自動化。
（1） 垂直多關節機器人
它是一種具有鉸接式結構的工業機器人，其特點是形狀類似于人的手臂。 因為它是三維的，自由度高，並且可以接近人類運動移動，所以適合替代手動完成的重複性簡單任務，是機器人去毛刺 的。
鉸接式機器人有兩種類型：需要安全圍欄的工業機器人和不需要安全圍欄的協作機器人，但工業機器人在工人安全和機器人速度方面更適合去毛刺。 此外，根據使用環境，可能會散落細小的碎屑和切削油，因此需要檢查 IP 等級。
（2） CRb – 互聯機器人
它是一種工業機器人，其特點是結構纖薄，可以在狹窄的空間內安裝和操作。 節省空間，具有高剛性、優異的直線度和高定位精度。
當您想在狹窄空間內以最小的移動去除毛刺或加工長工件時，它非常有效。
了解有關 CRb 的更多信息 - Connected Robot
2 帶浮動機構的主軸（末端執行器）
在機器人去毛刺中，重要的是要知道如何處理工件的變化。
也有一種方法可以通過使用視覺相機或力傳感器的軟件反饋控制來解決這個問題，但它可以達到高質量，但它也有實現成本高、處理速度慢的缺點。 通過選擇能夠響應毛刺和工件尺寸變化的末端執行器，可以執行兼顧成本和加工速度的機器人去毛刺。
對於使用旋轉刀具的機器人去毛刺，使用帶有浮動機構的主軸進行浮動加工是有效的。 浮動機構有兩種類型，伸縮式和傾斜式，必鬚根據毛刺的位置進行選擇。
（1） 伸縮式
伸縮式通過沿 Z 方向拉伸和收縮工具來跟隨工件。
它適用於工件邊緣發生的去毛刺，通常用於鑄件去毛刺和機械加工后。
單擊此處查看伸縮式浮動機構的產品
（2） 傾斜型
在傾斜式中，刀具通過傾斜跟隨工件。
它更適合於發生在“表面”而不是工件邊緣的突起和毛刺。 它通常用於壓鑄鋁的分型線去除。
單擊此處查看傾斜浮動機構的產品
3 了解浮動機構特性的機器人示教技術
浮動加工是一種專門用於去毛刺的方法，這在精密切割中通常是不可能的，其中尖端工具的位置在切割時會發生變化。
因此，為了追求質量，除了一般的切削理論外，還需要在了解浮動加工獨特特性的情況下進行教學。
4 高級工具的訣竅
在機器人去毛刺中，與手動工作一樣，根據毛刺的類型和大小選擇工具，以獲得所需的去毛刺質量。 在浮動加工中，選擇考慮到浮動加工與刀具之間兼容性的刀具也很重要。
以下是 90° 錐形硬質合金旋轉棒的示例，該旋轉棒通常用於伸縮浮動加工。 硬質合金旋轉棒根據切削刃的類型大致可分為四種類型。 兩者的切削加工性和二次毛刺的抑制存在差異，但即使它們是相同類型的切削刃，其特性和兼容性也因製造商而異。 此外，與浮動加工的兼容性會根據毛刺的材料和類型而變化，因此需要專業知識來選擇 刀具並追求質量。
■ 浮動作業中使用的高級工具示例
■ 硬質合金旋轉棒切削刃類型
機器人×浮動加工去毛刺的特點
1 廣氾的適應性，可加工複雜的三維形狀
利用機器人的鉸接式結構，使其能夠以類似于人的方式移動，可以從任何角度和姿勢接近它，使其適用於具有三維複雜形狀的工件的去毛刺。
在加工中心等加工機上需要同時控制多個軸的操作，可以用一個機器人完成。
此外，由於可以適應的形狀多種多樣，因此可以使用通用的自動去毛刺系統來處理各種產品，而不是使用一台專用機器。
2 可以進行質量穩定的去毛刺
通過用機器人代替工人，可以不受人為因素影響的連續加工。
通過組合浮動加工，該系統在響應工件和毛刺的變化的同時吸收機器人加工軌跡中的偏差，因此連續加工時的質量非常穩定。
3 將小型機器人變成去毛刺機
■ 加工過程中機器人的加工負荷（伸縮浮動）
使用機器人進行加工時，機器人的有效載荷能力往往更大，因為除了末端執行器本身的重量外，還需要具有能夠承受加工載荷的有效載荷。
浮動機構起到阻尼器的作用，吸收加工反作用力的衝擊，具有減輕機器人加工負荷的作用。
即使在需要有效載荷能力為 20 kg 或更大的機器人而沒有浮動機構的加工條件下，當有伸縮式浮動機構時，也可以使用有效載荷能力為 7 kg 或更高的機器人進行加工，因此可以在節省空間的同時進行高速去毛刺加工小型機器人。
4 刀具壽命的穩定
浮動機構根據切削力和切削力之間的平衡來改變切削刃的位置。 因此，即使在加工過程中切削力突然增加，也會自動調整加工壓力並以恆定的力進行加工，因此很難對刀尖刀具施加過大的負荷，因此刀具壽命是穩定的。
可選的 SG 浮動裝置 （C-FS01） 具有高響應規格，即使在加工扭矩下也能響應，有望有效地進一步穩定刀具壽命和穩定由於切削力變化較大而導致的高低高度差工件的倒角量。
■ SG 浮子如何漂浮
×浮動加工機器人可以做什麼？
擅長浮動加工的毛刺
（1） 加工后的毛刺
我們擅長去除銑削、立銑和磨削后工件端面上出現的毛刺。
它在輪廓不規則的區域（例如材料表面和加工表面之間的邊界）以及變形或偏斜的工件中特別有效。
我們主要選擇帶有伸縮式浮動機構的末端執行器。
（2） 鑄造毛刺（分型線、膜毛刺）
我們專注于鑄件的中間精加工 ~ 最終精加工，例如分型線和去除模具配合面上出現的膜毛刺。
可以完成使用大型主軸或修邊機進行粗加工無法去除的細節。
我們主要選擇帶有傾斜浮動機構的末端執行器。
不擅長浮動加工的加工
（1） 無法使用高級工具的地方
由於浮動加工是一種切削過程，因此無法加工尖端工具不撞擊或干涉的零件。
此外，如果擊中高級刀具但浮動機構無法正常工作，則無法選擇和接近高級刀具，因為加工會導致質量缺陷和末端執行器過早損坏。
示例：相交孔、模塊中的小齒輪等。
（2） 基材上的划痕是 NG
在浮動加工中，旋轉刀具跟隨工件，因此加工表面上總是有切削痕跡。 我們可能無法處理由於殘留切割痕跡而出現問題的外部或功能部件。
示例：帶有 NG 切割痕跡的零件、外部零件、內部拋光表面、密封表面等。
對於此類毛刺，使用高壓水進行“水射流去毛刺”是有效的。
由於水射流是一種非切削工藝，即使注射距離很遠也不會衰減衝擊力，因此適用於刀片難以到達的地方（如深孔和交叉孔）的去毛刺，以及不想損坏母材的工件的去毛刺。
正在進行加工測試
在去毛刺實驗室 “De Barabo” ，我們隨時接受正在考慮使用機器人進行去毛刺自動化的客戶提出的處理測試請求。
我們不是簡單地進行加工測試，而是要求客戶在進行測試前分享他們的問題，明確他們的目標，然後在 De Barabo 的設備中進行測試處理。 測試結果將總結在報告中。
通過加工測試，我們將與客戶一起考慮實現自動化。
