Kiedy producenci myślą o szlifowaniu robotem, pierwsze, co zwykle przychodzi im na myśl, to robot.

Jaki rodzaj robota należy wykorzystać? Ile osi jest potrzebnych? Jak szybko może poruszać się? Czy może obsługiwać złożone przedmioty?

Są to ważne pytania, ale istnieje jeszcze jeden element, który może mieć równie istotny wpływ na wynik końcowy:narzędzie ścierające.

Robotowy system szlifowania może mieć wydajny robot przemysłowy, precyzyjne programowanie i zaawansowaną technologię sterowania, ale nadal nie daje dobrych wyników, jeśli pas ścierniający, szlifowanie,koło kontaktowe, lub parametry procesu nie są odpowiednio wybrane.

W przypadku producentów kranów, sprzętu łazienkowego, komponentów odlewanych, części samochodowych i innych wyrobów metalowych,zrozumienie związku między ścieraczami a parametrami szlifowania jest niezbędne do zbudowania niezawodnego automatycznego procesu wykończenia.

Szlifowanie jest zasadniczo kontrolowanym procesem usuwania materiału.

Ściarek zawiera wiele małych cząstek cięcia, które wchodzą w interakcję z powierzchnią przedmiotu.

W zależności od zastosowania producenci mogą stosować różne produkty ścierne, w tym:

• Zestawy szorujące
• Włókiennicze
• Koła z podkładkami
• Płyty szorujące
• Koła do polerowania
• Narzędzia szlifowe, niewleczone

Wybór zależy od materiału, geometrii, ilości materiału, który należy usunąć, oraz pożądanego wykończenia powierzchni.

W przypadku robotycznego szlifowania, wybór ściernika staje się jeszcze ważniejszy, ponieważ robot podąża określonym procesem.Po prostu zwiększenie prędkości lub ciśnienia robota może nie rozwiązać problemu.

Cały proces musi być traktowany jako system.

Jedną z najważniejszych cech ścierających jest wielkość ziarna.

Ogrubsze ścierecze są zazwyczaj stosowane, gdy należy usunąć stosunkowo dużą ilość materiału.

Na przykład po odlewaniu korpus kranu może mieć widoczne linie rozdzielające, bramy, grzyby lub inne niedoskonałości powierzchniowe.Aby skutecznie usunąć te wady, może być wymagany agresywny proces szlifowania.

Do dalszego przygotowywania powierzchni zazwyczaj stosuje się drobniejsze ściereczki.

Typowa sekwencja wykończenia może zatem przejść od bardziej agresywnego szlifowania do precyzyjnego wykończenia przed polerowaniem.

Dokładna sekwencja zależy od materiału i wymagań powierzchni klienta.

W trakcie wykończenia można użyć zbyt grubego ścieracza, co może powodować głębokie zadrapania, które wymagają dodatkowej obróbki.

Z drugiej strony, użycie zbyt cienkiego ścieracza podczas usuwania ciężkich materiałów może zmniejszyć wydajność i zwiększyć zużycie ścieracza.

Celem nie jest wybieranie najwyższej jakości ścieracza.

Celem jest wybórprawidłowy ścierny na każdym etapie procesu.

Powszechnym błędnym przekonaniem jest, że większe ciśnienie zawsze powoduje szybsze szlifowanie.

W rzeczywistości nadmierna presja może powodować kilka problemów.

Zbyt duże ciśnienie może powodować:

• Nadmierne usuwanie materiału
• Produkcja ciepła
• Przedwczesne zużycie ścierającego
• Deformacja powierzchni
• Zwiększone zużycie energii

Niewystarczające ciśnienie może być również problemem.

Środek ścierający może nie wpływać skutecznie na przedmiot obróbki, co prowadzi do słabego usuwania materiału i niestabilnego przetwarzania.

Dlatego kontrola siły jest ważną częścią wielu systemów szlifowania robotycznego.

Zamiast po prostu polecać robotowi, by poruszał się po ustalonej ścieżce, odpowiednio zaprojektowany system może kontrolować interakcję między narzędziem a przedmiotem.

Jest to szczególnie przydatne przy obróbce zakrzywionych lub nieregularnych powierzchni.

W przypadku wykorzystania pasów szlifowych do szlifowania robotycznego koło kontaktowe odgrywa ważną rolę w określeniu interakcji szlifowego z przedmiotem.

Różne właściwości kół kontaktowych mogą powodować różne zachowania szlifowe.

Trudniejsze koło kontaktowe może zapewniać bardziej agresywne działanie cięcia, podczas gdy miękka konfiguracja może zapewniać większą zgodność z niektórymi powierzchniami.

Odpowiedni wybór zależy od:

• Materiał obróbki
• Geometria powierzchni
• Wymagane usunięcie materiału
• Rodzaj ścieracza
• Żądane wykończenie powierzchni

Na przykład w przypadku zakrzywionych korpusów kranów system szlifowania musi uwzględniać zmieniającą się geometrię produktu.

Sztywne układy szlifowania, które dobrze działają na płaskim elementie, niekoniecznie mogą przynosić takie same rezultaty na złożonym zakrzywionym odlewie.

Jest to jeden z powodów, dla których komórki szlifujące robotyczne muszą być zaprojektowane wokół rzeczywistego przedmiotu, a nie tylko wokół robota.

Prędkość robota to kolejny ważny parametr.

Jeśli robot porusza się zbyt szybko, ścieracz może nie mieć wystarczającej ilości czasu, aby usunąć wymaganą ilość materiału.

Jeśli robot porusza się zbyt wolno, wydajność produkcji może się obniżyć i może powstać nadmierne ciepło.

Prawidłowa prędkość zależy od całego procesu, w tym:

• Charakterystyka ścieracza
• Materiał obróbki
• Ciśnienie kontaktowe
• Geometria narzędzia
• Wymagana jakość powierzchni
• Wskaźnik usuwania materiału

Oznacza to, że po prostu zaprogramowanie robota do szybszego poruszania się niekoniecznie zwiększa wydajność.

Lepszym podejściem jest optymalizacja całego procesu szlifowania.

Celem powinno być osiągnięcie wymaganej jakości powierzchni w możliwie najkrótszym czasie cyklu, przy jednoczesnym utrzymaniu stabilnego zużycia narzędzi i jakości produktu.

Różne metale zachowują się inaczej podczas szlifowania.

Stal nierdzewna, mosiądz, aluminium i inne stopy mają różne właściwości mechaniczne i termiczne.

Na przykład niektóre materiały mogą wytwarzać znaczne ciepło podczas szlifowania, podczas gdy inne mogą mieć tendencję do obciążania ściernika.

Może to mieć wpływ na:

• Wydajność cięcia
• Żywotność ścieracza
• Nierówność powierzchni
• Produkcja ciepła
• Czas cyklu

Dobrym przykładem jest produkcja kranów.

Komponenty z mosiądzu mogą wymagać innej strategii szlifowania niż komponenty ze stali nierdzewnej, nawet jeśli produkty mają podobne kształty.

Skuteczny proces automatyczny rozpoczyna się zatem od zrozumienia zarówno wymogów dotyczących materiału, jak i powierzchni.

Inną ważną różnicą jest miętanie i polerowanie.

Chociaż te procesy są ze sobą ściśle powiązane, służą one różnym celom.

Szlifowanie jest przede wszystkim stosowane do kontrolowanego usuwania materiałów i przygotowywania powierzchni.

Polerowanie koncentruje się głównie na wyrafinowaniu powierzchni i uzyskaniu wymaganego wyglądu.

W celu uzyskania lustrzanego wykończenia kranu, proces szlifowania wymaga stworzenia wystarczająco jednolitego podłoża.

Jeśli po szlifowaniu pozostają głębokie zadrapania lub poważne wady powierzchni, proces polerowania może wymagać dodatkowego czasu na ich usunięcie.

Dlatego proces polerowania wysokiej jakości często rozpoczyna się od dobrze kontrolowanego procesu szlifowania.

W automatycznej linii produkcyjnej szlifowanie i polerowanie należy zatem traktować raczej jako połączone etapy niż całkowicie niezależne operacje.

Ręczne szlifowanie zależy w dużej mierze od doświadczenia operatora.

Doświadczony robotnik może instynktownie zmieniać ciśnienie, kąt i ruch w zależności od stanu przedmiotu.

Jednakże wiele z tej wiedzy pozostaje trudnego do określenia ilościowo.

Systemy robotyczne dają możliwość przekształcenia tego doświadczenia w powtarzalne parametry procesu.

Inżynierowie mogą zdefiniować i zoptymalizować:

• Trajektorie robota
• Pozycje narzędzi
• Ciśnienie szlifowania
• Poziom podaży
• Czas przetwarzania
• Sekwencja ścierania

Po zatwierdzeniu procesu, te same parametry można odtworzyć w dużych partiach produkcji.

Jest to szczególnie cenne dla producentów, którzy potrzebują spójnej jakości w wielu zmianach.

Udane robotyczne projekty szlifowania zazwyczaj wymagają przetestowania procesu przed pełną produkcją.

Producent może mieć dziesiątki różnych modeli produktów, z których każdy może mieć nieco odmienną geometrię.

Zamiast przypuszczać, że jeden program szlifowania sprawdzi się dla każdego produktu, inżynierowie mogą sprawdzić:

1. Rodzaj ścieracza
2. Wielkość ziarna
3. Ciśnienie szlifowania
4. Prędkość robota
5. Kąt narzędzia
6. Liczba przejść szlifowania
7. Ostateczny stan powierzchni

Celem jest znalezienie stabilnej kombinacji parametrów.

Po zatwierdzeniu procesu parametry mogą zostać włączone do programu robota i systemu produkcyjnego.

Takie podejście zmniejsza ryzyko przeniesienia nieodpowiedniego procesu ręcznego bezpośrednio do automatyzacji.

Robotowa komórka szlifująca to coś więcej niż robot przemysłowy.

Robot zapewnia ruch i powtarzalność, ale ogólny wynik zależy od interakcji między robotem, systemem ścierającym, utrzymaniem pracy, programowaniem i inżynierią procesów.

W Xiamen Dingzhu Intelligent Equipment Co., Ltd., opracowujemy dostosowane rozwiązania automatyki szlifowania i polerowania dla producentów wyrobów metalowych,włączając sprzęt łazienkowy i inne części odlewane.

Nasze systemy mogą być zintegrowane z robotami przemysłowymi wiodących marek, takich jak FANUC i ABB,podczas gdy proces szlifowania i polerowania jest zaprojektowany zgodnie ze specyficznymi wymaganiami dotyczącymi przedmiotu roboczego i wykończenia.

Takie podejście na poziomie systemu jest szczególnie ważne w przypadku złożonych produktów, takich jak kranu, gdzie geometria powierzchni i wymagania kosmetyczne mogą zwiększać wyzwania związane z automatycznym wykończeniem.

Szlifowanie robotyczne nie polega tylko na przemieszczaniu robota po z góry określonej ścieżce.

Jakość zautomatyzowanego procesu szlifowania zależy od wielu powiązanych ze sobą czynników, w tym wyboru ścieracza, wielkości ziarna, ciśnienia kontaktowego, konfiguracji narzędzia, prędkości robota, materiału obrabianego,i wymagania dotyczące powierzchni.

Kiedy te parametry są odpowiednio zoptymalizowane, szlifowanie robotyczne może zapewnić stałe usuwanie materiału, stabilną jakość powierzchni, przewidywalne czasy cyklu i zwiększoną wydajność produkcji.

Dla producentów przechodzących od ręcznego wykończenia do automatyzacji kluczowym pytaniem nie powinno być po prostu:

Który robot powinniśmy kupić?

Lepsze pytanie brzmi:

¢Jak zaprojektować cały proces szlifowania tak, aby osiągnąć wymaganą jakość powierzchni i efektywność produkcji?"

Ta zmiana perspektywy przekształca rękę robotyczną w prawdziwe rozwiązanie automatycznego wykończenia powierzchni.