一、為什么需要打磨機器人
很多鑄件要人工打毛刺，不僅費時，打磨效果不好，效率低，而且操作者的手還常常受傷。打毛刺工作現(xiàn)場的空氣染污和噪聲會損害操作者的身心健康。各種材質和形狀物體的打磨，拋光等工作在德國早已由機器人來完成。本方案所介紹的打磨機器人就是為一著名德國企業(yè)設計生產的。
二、打磨機器人的工作原理
圖1 是沈陽萊茵機電(15840142090)給用戶設計的打磨機器人功能性原理圖。
圖1：打磨機器人功能性原理圖
整個打磨機器人有雙工作臺和一臺三維直角坐標機器人組成。其中雙工作臺的工作原理和加工中心的雙工作臺原理相似。當一個工位上的毛坯件被打磨過程中，操作員可以把另一工位上已打磨完的零件取下，然后裝上另一毛坯。每個工作臺上的工裝可以把零件轉動180 度，這樣能對毛坯的四個面進行打磨。圖2 是所用的三維機器人，其中Z 軸（上下運動軸）上帶有氣動砂輪。通過編程可以使沙輪按要求的軌跡和速度對毛坯進行打磨。也可以采用示教方式編程，通過手動運動打磨，系統(tǒng)自動記錄下運行的軌跡和速度。以后就用通過示教方式所產生的程序來對同樣零件打磨去毛刺。
圖2：實際采用的打磨機器人
打磨機器人的Z 軸采用滾珠絲杠傳動的兩根PAS43BB 直線運動單元，其有效行程為300mm。Y 軸采用滾珠絲杠傳動的兩根PAS43BB 直線運動單元, 其有效行程為800mm。X 軸也采用滾珠絲杠傳動的兩根PAS43BB 直線運動單元, 其有效行程800mm。這是在中德合資企業(yè)沈陽百格機器人有限公司生產的。驅動電機也采用德國百格拉公司的交流伺服。減速機是采用德國Neugart 公司的PLE 系列精密行星減速機。控制系統(tǒng)采用德國Engelhardt 公司F44 數(shù)控系統(tǒng)。
在打磨和拋光等過程中對機器人的各個軸都有較強的持續(xù)性沖擊和震動。為此對單根直線運動單元的滑塊，各個軸間的連接板等都采用加強措施，采用抗震和抗沖擊措施。所用的連接螺絲也采用防震措施，避免松動。
三、五軸五聯(lián)動打磨機器人
對應一些復雜形狀零件的打磨和拋光，需要砂輪工作面能在水平面和垂直面轉動。為此我們采用了為激光噴丸和激光淬火用的五軸機器人。在如圖3 所示的五個運動軸中，兩個旋轉軸A 軸和C 軸采用德國Neugart 超精密型法蘭輸出減速機PLF64-40 和百格拉配17 位絕對值編碼器的TLD 系列
伺服電機。而X，Y 和Z 軸也采用精密滾珠絲杠傳動。
五軸五聯(lián)動機器人最關鍵的是其高度開放的機器人控制系統(tǒng)。我們采用的五軸五聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)帶有RCTP 功能。就是說編程時僅給出最后運動軌跡的坐標（X, Y, Z, A, C），其中(X, Y, Z)是運動軌跡點的坐標值，而（A, C）是砂輪在該點的兩個方向。通過常見的CAM 軟件，就能自動產生機器人的運動軌跡。也可以通過示教和內插來自動生成運動軌跡。
圖3：五軸五聯(lián)動機器人
四、安全防護措施
直角坐標機器人必須有防塵保護措施，以防打磨過程中產生的粉塵進入直線運動單元內部。為此我們采用多種防護措施，比如加防護鋼帶和加防護罩。所用防護罩與機床的防護罩相同，能防塵和防水。
此外就是采用安全隔離措施，吸走打磨過程中產生的粉塵。機器人工作空間與操作者之間采取很好的隔離措施，保證機器人不會撞擊到操作者，砂輪等損壞后也飛不出隔離板，不會傷到操作者。
五、結論
機器人的工作空間可以按用戶要求定制，來滿足一次卡一個零件，或多個零件的要求。可以生產五軸或更多軸的機器人。這類機器人不僅可以提高工作效率和質量，避免了操作者的受傷，還可以完成很多手工無法完成的大磨和拋光工作。特別是對各種規(guī)格，各種復雜形狀的鋼類鑄件進行打磨。采用我們的機器人可以對飛機玻璃，大型異型零件，各種金屬類居家生活用品（銀、金器具，炊具，燈具，工藝品），飛機、摩托車及汽車零部件進行拋光。
