走进大型制造工厂，您可能会看到各种自动化形式，从物料搬运塔到弯曲和焊接机器人。您也可能会看到相当多的平整零件去毛刺和纹理自动处理。但是进入焊接磨削和表面处理部门，您可能会看到非常多手动的操作。

       但是，越来越多的人在探索自动化选项。对于自动化而言，许多研磨应用仍然不实用或不具有成本效益。产品组合或零件的复杂性太高了。但是，随着技术的进步，自动研磨的潜力也在增加。

自动研磨的商业案例

       通常，制造工厂会拥有一支由高技能焊工组成的团队，他们将零件发送到精加工部门，这是一个长期的瓶颈。制造商可能会考虑在精加工部门实现自动化，但是手动焊接操作所带来的可变性增加了自动打磨的成本。

       此外，企业可以雇用焊工。但是很难找到他们。反之，更少的人希望从事磨削职业。除非制造商拥有专门的研磨和表面调节部门，不然通常很难留住员工。所有这些使自动磨削吸引人，同时又难以捉摸。是的，在大多数情况下，使焊接过程自动化可简化研磨过程，但是自动化焊接不再是自动化研磨的绝对前提。实际上，最新的磨料技术为进一步自动化提供了可能性。一般而言，新的磨料可以显着减少研磨时间，从而减少通过次数和产生的热量。自动化还为研磨工具开辟了新的途径，这对于操作人员而言是不舒服或不可能的。
       如果您想实现自动化研磨过程，则仍然需要考虑任何磨料应用的基本因素，包括磨料速度、施加力、扭矩要求、马力、接触轮结构（用于皮带）、支撑板（用于盘） 、磨料的预期寿命、零件温度以及所需的零件光洁度。

       最佳进给速度可分解研磨介质中的矿物质，使其自磨削。如果进给速度太慢，研磨性矿物会变钝，您的零件也会变钝。压力也有类似的想法。人或机器施加的压力不足会导致矿物变钝和零件燃烧，这仅仅是因为介质没有按设计分解和自锐化。一个明显的信号是，当您看到带有“烧毁”表面的零件时，但是当您拉下皮带或其他研磨介质时，看起来好像没有使用过。相反，如果用力太大，则矿物分解得太快。在砂带磨削中，还存在断裂皮带的危险，并可能损坏接触轮。
定位因素

       自动研磨可以为制造商节省研磨介质的成本，但节省的成本并非来自购买成本较低的光盘，砂轮和皮带。实际上，优质产品通常更有意义。他们的表现可预测且寿命长。如果选择性能较差且使用寿命较短的介质，则频繁更换介质可能是最少的问题。随着磨料的磨损，机器人需要改变施加在工件上的压力，而低于标准的介质可能会导致频繁的参数调整。

       如果无法预测磨损率，则机器人单元将无法正确研磨零件，这可能会增加废品率和人工返工率。即使您确实成功地频繁调整了机械手参数，这样做也会阻碍单元的吞吐量。换句话说，您正在克服转向自动化的关键原因之一。
       自动化可以使用手动操作员可以使用的大多数研磨介质，包括偏心研磨轮（27型）、非织造介质、纤维盘和折板。但是他们也可以使用大型砂带，这带来了一些关键的优势，更长的使用寿命是最重要的。132英寸皮带上的磨料比7英寸皮带上的要多。您还可以使用更多马力。在机器人应用中，机械臂本身可以设计为处理大马力皮带磨床的有效载荷。为了获得更大的功率，您可以将砂带集成到固定的机器上，然后将工件固定在固定装置中，然后将其带到研磨机上。砂带后面的接触轮有多种尺寸，从0.25英寸一直到30英寸甚至更大。接触轮的形状也可以调整以处理各种工件几何形状。与焊接自动化一样，研磨自动化可以接近固定的工件，但是也可以将其带到工件上，尤其是当工件太大或笨拙而难以操纵时。例如，当今的某些槽磨应用使用架空龙门式皮带研磨系统，该系统横穿长度超过12英尺的工件。
       同时，随着操作从焊缝清除到表面处理的发展，传统的关节臂机器人可以集成为不仅使用磁盘介质，还可以在需要时更换介质。这种方法还可以减轻刀具寿命短的影响，尤其是在磨削应用很苛刻的情况下。一个单元可以准备好一排光盘。自动换刀显然比依靠操作员手动换出介质要快，尤其是在换刀频繁的情况下。也就是说，磨料仍然需要可预测的磨损，这意味着磨料需要具有一定的质量。零件的几何形状和夹具也必须保持一致。

磨削效率的机会

       当机械臂使用纤维盘接近工件时，您可能会注意到乍一看似乎有些奇怪的磨削操作，特别是如果您定期观察或执行手动磨削。考虑在盒子的一角进行三个大缝焊的磨削应用。要手动执行此操作，操作员可能会单独接近每个焊缝，并以一致的角度接近每个焊缝，来回移动多次以去除焊接金属并羽化边缘。

       机器人可能会以完全不同的方式进行处理。它可以以低攻角开始，并且只需一次扫动，就可以对焊缝金属进行打磨，并至少粗略地对边缘进行羽化。这是一项令人不舒服或完全无法手动执行的壮举。
       当手动砂轮机使用偏心轮时，它们以20至30度角接近工件。他们这样做不仅是为了人体工程学，而且是为了充分利用砂轮。车轮设计用于在该迎角发生的冲击磨损。降低角度，操作员会大大降低加工速度和砂轮寿命。无论是手动还是自动磨削都适用。

       光纤光盘不是这样。操作员以大约5至10度角攻击工件不是出于磨料的缘故，而是出于与控制，安全性和人体工程学有关的原因。根据不同的应用，减小攻角可以提高磨削效率，特别是如果可以增加施加的力。实际上，使用最新的磨料，增加的接触面积会减少加工时间，并且在施加正确的作用力的情况下，磨料可能会磨损，从而使磨粒破碎，露出更锋利的边缘，甚至可以更快地去除材料，缩短周期时间，并减少整体热量输入。
       但是手动操作员不能也不应该这样做。纤维盘的攻角偏低或接近于平坦角会在试图控制盘片时产生大量的操作员压力，从而导致不适并大大增加了严重受伤的机会。在任何手动研磨操作中，人体工程学和安全考虑因素都是至关重要的。例如，操作员经常选择可以吸收振动的较软的背衬材料。

      使用自动打磨，您无需人工操作，因此这些符合人体工程学的考虑就消失了。应用程序设计人员可以仅基于使自动化最有效和可重复的因素来选择磨料，底材和刀具路径。机器人可能以非常低的，几乎平坦的迎角接近工件。磨料背衬材料可能会更坚硬，可能带有凸脊，以帮助集中磨料承受的力。这有助于快速磨损和暴露锋利的边缘，并提高材料去除率。（与往常一样，具体参数和磨料选择取决于应用。）

       许多磨削操作员出于舒适原因而远离脊背衬材料，并且为了获得最佳的安全性和人机工程学，他们当然应该可以这样做。但是，当您使操作自动化时，人体工程学并不是一个因素。
磨削的自动化因素

      通常，自动化可以使您更好地利用磨料产品，这仅仅是因为您可以严格控制加工条件。该过程可能会减少热量散发到您的零件中，这不一定是因为自动化具有“轻巧的触感”，而是因为机器所施加的压力要比手动操作员要均匀得多，尤其是当您雇用许多不同的操作员时，用自己的研磨方法。当然，只有在自动化集成和编程正确的情况下，所有这一切都是正确的。例如，机器人或机器程序需要考虑磨料磨损。您必须考虑到，从开始使用磨料产品开始，不管它是什么，它都在变化。从头到尾一直适用。您可能需要调整施力，刀具路径和速度以保持一致的过程。这可以追溯到更早的一点：高质量的磨料旨在具有可预测的性能，因此在磨料寿命期间调整力和刀具路径时，您将有较少的意外停机时间。
       如果您的自动研磨系统使用机器人，则集成并不总是那么简单。有些人试图采用专门设计用于焊接的机器人，并插入一个力控制装置和一个伺服电机来处理磨料。这通常不是最好的方法。单独的伺服电动机和力控制装置可以显着增加机器人的有效载荷。然后，您需要考虑磨削力。有时它们的高度可以低至2或4英尺磅，但也可以高达50或75英尺·磅，特别是如果您想快速研磨的话。然后，您需要处理研磨造成的振动。

       总体而言，磨削比焊接要更具侵略性，因此机器人的设计必须适合。根据作业的焊接去除和表面处理要求，如果使用机器人焊接某个零件，则机器人磨削零件的机会可能会更大。
自动化还是不自动化？

       如今的磨削自动化可以处理比以往更多的变化，但是变化仍然会增加成本和复杂性。如果可以以具有成本效益的方式简化磨削操作那就完美了。

       在决定是否自动执行研磨应用程序时，请首先考虑通常的可疑对象。零件的几何形状是否一致？如果零件的几何形状变化很大，或者如果这些几何形状非常复杂，则自动化实现的可能性就较小。在零件数量很少的大批量环境中实现自动化磨削可能会很快获得回报。
       是否可以以一致的方式固定零件并将其呈现给自动化设备？在手动操作中，该零件基本上可以在任何地方，只要它已固定即可，并且操作员可以进入需要研磨和精加工的区域。机器人并非如此。关于机器人的优点与缺点是一样的：它们完全按照您的要求去做。如果您的夹具固定性不佳，则将零件移入或移出单元的操作员可能会使机器人坠毁。刀具路径也是如此。如果零件安装不当或零件几何形状不一致，则需要更频繁地更改刀具路径，这将使自动化更加困难。

       如果焊缝清洁且一致（可能由上游的机器人生产），则自动焊缝打磨的潜力很大。如果焊缝有飞溅，凹痕，则自动研磨可能不是一种选择。稍微不一致的焊缝可能是自动化的理想选择，尽管它可能会影响您的项目方法。还应考虑精加工公差。对于经验丰富的操作员而言，非常容易完美地融合和羽化周围的材料。对于机器人来说，这并不是一件容易的事，但是，正如我们很快就会看到的那样，即使焊缝尺寸有所不同，它也有可能成为现实。
有变化吗？您仍然可以自动化

        可以使用特定的控制技术来实现研磨自动化。使用位置控制，您可以对路径进行编程以解决预期的工件几何形状变化。但是请注意，如果要使用机器人进行自动化，其定位精度将不如CNC机器人。当然，如果您有意外的工件几何形状变化，就会出现问题。通过力控制，自动化将在英尺磅或牛顿的特定范围内施加指定的力，并且机器人或手臂末端工具会微调其位置以保持其位置。直到两年前，如果焊缝或工件的几何形状变化很大，力控制还没有用。这甚至适用于许多手动焊接操作中看到的变化。如果一个焊工以一种方式进行焊接或大头钉焊接，而另一焊工以另一种方式进行焊接或大头钉焊接，那么这种可变性可能足以给自动研磨系统带来麻烦。
      有时仍然是这种情况，但是加工知识的进步以及新的研磨介质的结合正开始改变游戏规则。在正确的条件下和使用正确的产品，自动化系统可以管理变化。新的研磨介质显着提高了材料去除率。反过来，这减少了热量输入，从而最大程度地减少了磨削自动化的一大障碍，并缩短了保压时间。将所有这些放在一起，就可以建立可以处理某些焊缝尺寸变化的加工参数配方。

       即使焊缝尺寸有所变化，它也允许工程师开发有效的羽化处理参数。就是说，最佳的羽化和表面调理仍需要另一步骤，就像使用非织造介质制成的圆盘一样。但是，即使在机器人使用磨料纤维盘首次通过之后，地面焊接的外观在短短几年内也取得了长足的进步。
       与焊接自动化相比，磨削自动化是一个新领域，而新型磨料如何使磨削自动化更有效的背后是科学。工程师正在更多地了解磨料的进步如何为自动磨削开辟新的可能性。软件也起着重要作用。新的软件通过告诉机器人在焊缝的高点停留一段特定的时间，然后在焊缝的较低点停留更少的时间，从而增加了在变化焊缝大小的应用中实现自动化的潜力。其他软件也简化了工作输入，即介质接触金属的那一刻。在当今的某些系统中，程序会自动指示机器人以较低的作用力水平开始磨削，然后迅速上升到指定的作用力水平。

       尽管取得了所有这些进步，但旧规则仍然适用于大多数应用：最小化上游的变化，并增加成功实现磨削自动化的机会。但是，随着软件，视觉和磨料的技术进步，以及有关如何充分利用它们的新处理知识的结合，磨削自动化现象开始大量涌现。

来源：贤集网