首页 > 案例 > 机床精加工上下料柔性自动化产线解决方案


一、项目背景

在智能制造已成为制造业发展主流方向的今天,机床加工越来越展现出高速化、精密化、智能化的趋势。然而,由机床、精密夹具和工业机器人组成的传统机床精加工上下料自动化产线通常面临一个问题:精密夹具与工件的装配间隙远小于传统工业机器人的重复定位精度,为装配结果带来极大不确定性和耗材隐患。能否解决精加工上下料的柔性问题,对机床行业的效率提升和综合发展至关重要。

行业痛点

目前机床加工中常见的精密夹具有液压芯轴、卡盘、刀柄、虎钳等。其中,作为通用夹具的卡盘被广泛应用于轴类、盘类等工件的夹持,但在自动上下料过程中,机器人与卡盘之间产生的夹持力和中心偏差容易造成无效装配或工件损坏。

而以液压芯轴为代表的液压膨胀式夹具因其精细的回转精度(通常情况下≤0.003mm)、可有效解决薄壁类工件变形等作用而被频繁用于精加工作业,但在上下料时,液压膨胀式夹具与工件的装配间隙仅为直径*3‰(例,夹持15mm的齿轮时,单边间隙为0.0225mm),远低于以位置定位为主的机器人加液压夹具所累计的误差,装配难度极大。

二、实施方案

方案描述

针对行业痛点,橙色云调研了目前市面上存在的两种主流解决方案,一种是侧向装配,一种是竖直装配,但是都属于传统式解决方案,并不能很好地解决精密夹具与工件配合的问题,并会带来装配良率低、工件损耗、成本高等弊端。

为此,橙色云团队推出自适应机器人+AGV/AMR+雄克工装组合,以提升机床上下料柔性。可以自动适应精密夹具与工件之间的装配间隙,帮助客户完成柔性稳定的自动化机床上下料,实现产线和总体成本的优化。

方案主要包括:复合机器人和雄克工装组合(夹具、零点快换、机械手、机器人附件等)。

自适应机器人融合了工业级力控、机器视觉和人工智能技术,颠覆传统的以位置控制为主的方式,可以自适应于不确定的环境,通过像人手一样的手眼配合来完成复杂的工作任务;同时,该机器人兼容各种第三方AGV/AMR平台,使一套系统对多台机床进行看护成为可能,并可就地部署、无需改变产线已有布局;雄克工装夹具组合选择多样,可以辅助机器人灵巧的力度抓取和移动工件,安全可靠,适用于机床精加工场景。

实际作业时,方案通常采取单/双臂加双夹爪,搭载于AGV/AMR上的自适应机器人提供末端0.1N的力控分辨率以及1KHz力控频率,在装配时会持续性检测力和力矩并做出实时调整,实现毫米级位置误差补偿,最终在保证工件表面不划伤的基础上,提升节拍效率,高效完成夹具(液压芯轴、卡盘等)与工件的“丝”级(0.01mm)精度装配。

方案优势

优势1:精细而稳定的力觉检测和控制解决精密夹具和工件的匹配间隙问题,可以保证上下料作业的精度。

优势2:可有效避免工件划伤或损耗,提升机床精加工良率。

优势3:一台设备可匹配多套机床,方便部署,优化产线空间。

优势4:可添加AI技术对定位及装配进行辅助,方案延展性强。

三、方案效果

该方案很好地解决了精密夹具与工件配合的问题,降低了产线复杂度,且无需额外设备,大幅节省了成本。最大限度降低了机器人与卡盘之间产生的夹持力和中心偏差,提高了装配良率低,进而降低了造成无效装配或工件损坏的概率。