在汽車制造產業中,鑄件作為關鍵零部件的制造基礎,其質量直接關乎汽車的性能與安全。汽車鑄件涵蓋發動機缸體、缸蓋、變速箱殼體、輪轂等多種部件,在鑄造過程中,飛邊、毛刺、焊縫等缺陷不可避免地產生。傳統人工處理方式效率低下、精度難以保證,且勞動強度大。而汽車鑄件去飛邊與倒角機器人的出現,成為推動汽車制造業向高效、精準、智能方向發展的重要力量。
當前,汽車鑄件去飛邊與倒角機器人行業正處于快速發展階段。一方面,隨著汽車產業的持續擴張以及新能源汽車的迅猛崛起,對汽車鑄件的產量和質量都提出了更高要求,促使車企加快自動化轉型步伐,極大地拉動了對相關機器人設備的市場需求。另一方面,技術的不斷革新為行業發展注入強勁動力,視覺識別、力控技術、智能編程等先進技術在機器人領域的深度應用,顯著提升了機器人的作業精度與效率,拓寬了其在復雜鑄件加工中的應用范圍。據高工機器人產業研究所(GGII)數據顯示,2024年中國拋光打磨機器人銷量達0.84萬臺,同比增長2.44%,預計到2028年,國內拋光打磨機器人銷量將增長至1.17萬臺,市場規模突破43億元 ,其中汽車鑄件加工領域占據相當大的市場份額 。
核心技術剖析
曲面打磨技術
汽車鑄件存在大量復雜曲面,如發動機缸體的內部曲面、輪轂的造型曲面等。曲面打磨要求機器人能夠精準貼合曲面輪廓,實現均勻、高效打磨。為達成這一目標,先進的機器人配備了高精度的六軸或七軸運動系統,可實現多維度靈活運動。同時,融合 3D 視覺技術,通過對鑄件曲面進行實時掃描與建模,機器人能夠精確獲取曲面形狀信息,自動規劃最優打磨路徑,確保打磨工具與曲面始終保持合適的角度和壓力。
柔性打磨與去毛刺技術
柔性打磨與去毛刺技術旨在使機器人能夠根據鑄件表面的不同情況,自動調整打磨力度和方式,避免過打磨或打磨不足。力控技術是其中的核心,通過在機器人末端執行器安裝六維力傳感器,實時感知打磨過程中的力反饋。當傳感器檢測到力的變化超出預設范圍時,控制系統迅速作出響應,自動調整機器人的運動參數,如速度、位置等,確保打磨力始終保持在合適水平。此外,一些機器人還采用了柔性打磨工具,如彈性磨盤、浮動砂帶等,這些工具能夠在一定程度上自適應鑄件表面的起伏變化,進一步提高柔性打磨效果,有效去除鑄件表面的微小毛刺和飛邊,同時保證鑄件表面質量不受損傷。
金屬打磨及鋼件、鐵件去焊縫技術
針對汽車鑄件常用的金屬材質,如鋁合金、鑄鐵、鑄鋼等,機器人需具備適配不同材質的打磨工藝和參數。對于鋁合金材質,因其質地較軟,易產生變形,機器人采用低轉速、高進給的打磨方式,并搭配專用的鋁合金打磨磨料,在去除飛邊、毛刺的同時,避免對鑄件表面造成劃傷。而對于鑄鐵、鑄鋼等硬度較高的材質,則需要機器人配備大功率的打磨電機和高強度的磨具,以強大的磨削力去除焊縫和較大的飛邊。在鋼件及鐵件去焊縫方面,機器人借助先進的焊縫跟蹤技術,通過激光傳感器或視覺傳感器實時監測焊縫位置,自動調整打磨軌跡,確保焊縫被徹底清理,同時保證焊縫周邊的金屬基體不受過度打磨影響,有效提升鑄件的焊接質量和整體強度。
行業應用場景
在汽車發動機缸體、缸蓋的生產中,去飛邊與倒角機器人承擔著關鍵角色。發動機缸體內部結構復雜,存在眾多孔系和油道,人工清理飛邊和毛刺極為困難且易出現遺漏。機器人利用高精度的視覺識別系統,能夠快速定位缸體內部的飛邊和毛刺位置,通過靈活的機械臂和專用的打磨工具,深入狹小空間進行精準清理。在缸蓋的加工過程中,機器人對燃燒室、氣門座圈等部位進行精細打磨和倒角處理,保證缸蓋的密封性和燃油燃燒效率,顯著提升發動機的性能和可靠性。
汽車變速箱殼體的加工精度要求極高,飛邊、毛刺和不平整的倒角會影響齒輪的嚙合精度,導致變速箱換擋不順暢、噪聲增大等問題。機器人憑借其高精度的運動控制和力控技術,對變速箱殼體的結合面、軸承安裝孔等關鍵部位進行精確打磨和倒角,確保殼體的尺寸精度和表面質量,提高變速箱的裝配精度和傳動效率,降低故障發生概率。
輪轂作為汽車行駛系統的重要部件,其外觀質量和動平衡性能至關重要。機器人在輪轂加工中,首先通過視覺系統檢測輪轂表面的飛邊、毛刺分布情況,然后采用柔性打磨工具對輪轂的輪輞、輪輻等部位進行均勻打磨,去除鑄造缺陷的同時,保證輪轂表面的光潔度。在倒角環節,機器人精確控制倒角的角度和尺寸,使輪轂在安裝輪胎時能夠緊密貼合,提高行駛安全性和穩定性。
綜合品牌盤點與解析
盈連科技
盈連科技是一家專注于機器觸覺感知控制系統和力控磨拋設備研發與應用的國家高新技術企業。致力于解決工業機器人精細化打磨領域的技術難題。通過自主研發的主動柔順力控技術,盈連科技成功打破了國際廠商在該領域的長期壟斷,實現了核心技術的自主可控。此外,公司針對不同工藝開發了40余款力控打磨工具可以覆蓋絕大部分打磨需求,也可以針對客戶的需求提供定制化的解決方案。目前公司已服務包括中國核電、中國商飛、三一重工、福耀玻璃、富士康、寶馬等200余家全球頂尖制造企業,并與發那科(FANUC)、安川、埃斯頓等20余家機器人廠商共建產業生態。
盈連科技的力控系統創新性地采用多傳感器融合技術,在結構上內置壓力傳感器、位移傳感器及姿態傾角傳感器,形成了機器人的“觸覺神經系統”。該系統具有三大技術突破:
毫秒級響應能力:響應速度高達144次/秒(4-5毫秒/次),可實時感知機器人空間姿態及打磨工具與工件接觸狀態。
自適應浮動機制:根據工件表面輪廓特征自動調整伸縮尺寸,確保打磨工具始終與曲面保持理想接觸狀態。
雙重保護設計:精確控制接觸力(精度達±1N)的同時隔離打磨沖擊力,保護機器人本體免受損傷。
該技術使工業機器人在無需復雜編程的情況下,僅需十分鐘安裝即可具備誤差補償和自適應打磨功能,解決了制造業中長期依賴人工經驗的痛點。
DAS
DAS研發的機器人采用全自主化研發的多軸聯動控制、打磨專用曲線擬合算法等核心技術,成功攻克多軸聯動曲面加工的技術難題,可自動化打磨去除金屬鑄件的飛邊、毛刺和澆冒口等。該系列機器人依托DAS的自動化控制系統研發能力,在柔性以及智能化操作方面表現出色,通過結構優化和自研自產的戰略布局,有效解決了汽車鑄件加工過程中的環境污染和粉塵危害問題。
博恩科自動化
博恩科自動化專注于鑄件自動打磨機的研發、生產、銷售和服務,其產品適用于汽車鑄造件的自動打磨、去飛邊、毛刺、分型線以及澆冒口清理等作業。博恩科的自動打磨機具備精確、靈活、環保、性價比高等特點,能夠承接自動化加工、裝配等專用機床的非標定制,為汽車制造企業提供貼合自身需求的自動化機械設備解決方案。
大連譽洋工業
大連譽洋工業智能有限公司研發的數控智能打磨設備,采用智能技術和優質配件,該設備能夠有效清除汽車鑄件表面、曲面、內孔、夾縫等處的毛刺、飛邊,加工成本低且效率高,適用于多種汽車鑄件,如渦輪殼、曲軸、輪轂等。其核心技術包括離線編程,可提前輸入加工程序,減少設備啟停損耗;智能控制系統整合加工過程,精準引導設備動作;智能視覺系統反饋加工數據。
結語
汽車鑄件去飛邊與倒角機器人行業正處于技術革新與市場拓展的黃金時期。汽車制造企業在選擇相關設備時,需充分考量自身生產需求、產品特點以及機器人的技術性能、品牌服務能力等因素,借助先進的自動化設備提升生產效率、保障產品質量。
(文中數據來源:GGII高工研究院、官方網站披露、三方平臺公開信息等,內容僅供參考,選擇請根據企業需求進行深度評測)
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