发那科机器人在车门钻孔打磨加工的应用-设计应用

精品文档-下载后可编辑发那科机器人在车门钻孔打磨加工的应用-设计应用在汽车零部件生产中，许多孔的加工及去毛刺工艺是由手工或专机完成，手工加工和专机加工的缺点是作业环境恶劣，劳动强度大，产品质量参差不齐。

为了改变这一现状，根据汽车车门的特点及工艺和客户的要求，上海发那科有限公司开发出了一套四工位的钻孔打磨工作单元，并对该单元进行标准化、模块化的设计。通过电气控制设计，选择PLC作为电气控制硬件或选择PMC作为电气控制软件，对于系统工作站每个部分选择相应的连接方式与PLC或者PMC相连接。

车门钻孔及铸件清理工作单元主要由机器人本体、回转台、车门、电主轴换刀设备、刀库、清理工具、电气控制系统、真空集尘装置、安全防护系统等组成，整个工作站占地约8m×8m，采用四工位布局。布局如下图所示：

车门钻孔及铸件清理系统布局图

1)钻孔打磨用机器人

FANUC应用在钻孔方面的机器人型号为R-2000iB/165F，打磨方面的机器人型号为M-20iA。相比其他应用的机器人来说，钻孔用机器人的主要特点是J6轴安装的焊枪负载较大，应此通常选用中型的机器人。

2)车门加工要求

(1)车门钻孔要求如下所示：

车门孔位示意图

(2)铸件清理用于完成去毛刺和表面清理的应用，配置了两把浮动去毛刺工具。其中一个去毛刺工具用于内腔浇口位置的去毛刺作业，另外一个去毛刺工具用于表面的装配面的清理作业。

3)车门夹具

工件和胎具放置位置为倾斜30°，工人操作的位置为低点，便于人工放置工件。

车门夹具

4)电主轴

电主轴为无定向6.7KW永磁同步电主轴，可以配置BT30无键槽刀柄。电主轴有自动换刀的功能，通过高压油进行锁刀和松刀，通过油冷机对其进行冷却。配置RSP的管线包，通过柔性电缆和油路。将电主轴固定在六轴法兰处，钻孔电主轴的轴线与机器人六轴轴线垂直的连接方式。

电主轴安装示意

5)转台及胎具支架

四工位转台采用是4工位转位分度器，实现高速转台的功能。在保证平稳的前提下，转动节拍为3s。在直径2500mm的圆周上，位置重复定位精度为0.1mm，无累积误差，通过机械式的定位可以保证极高的重复定位精度。

6)工件刀柄

工件表面的钻孔，采用下图中左侧的普通BT30刀柄，考虑到钻孔深度较深，需要配置细长型刀杆，刀柄为无键槽配置。工件侧壁的钻孔采用的是BT30双头角度头，刀柄和固定杆的距离为80mm。角度头为无键槽配置。

7)电主轴刀库

每台钻孔机器人各配置一个8刀位刀具库，本系统共配置2个刀具库。刀具库为无键槽刀柄配置，包括6个刀位的BT30弹簧刀夹位置，2个刀位的角度头支架，以及一个用于润滑钻头的油杯。每个刀位有刀柄在位检测信号。

8)铸件清理工具

径向顺从去毛刺工具RC-340，通过调节气体压力，气体控制顺从力是恒定的、不改变、不变形的，实现清理不同零件需要的不同顺从。允许随零件轮廓不规则径向提供±8mm位移补偿。采用ACT-390气浮动钢刷清理毛刺提高表面光洁度。

清理工具RC-340、ACT-390

9)集尘器

该集尘器为滤筒式单机除尘器，为铸件清理单元配置，通过喇叭形接口进行吸尘。

10)安全防护房

防护房采用铝型材作为支撑，采用8mm的钢化玻璃作为隔断面，顶部采用PE薄板封闭，能保证透光性和安全性。安全防护房的上料处安装有安全光栅，能够确保工人在上下料位置时，转台不会转动，确保操作人员的安全。三台机器人的作业区域为全封闭，设有两个安全门用于人员进出。

11)系统控制

由系统总控PLC控制以上设备之间的全部动作逻辑，完成对机器人、四工位转台、电主轴、液压站、油冷机、铸件清理工具、指示灯、和安全门开关等各种外围设备的通讯、控制工作。三台机器人通过系统总控PLC的控制，完成所有