机器人自动打磨怎么调试(机器人打磨工具)

抛光是制造业中不可缺少的基础工序。近年来，机器人抛光、抛光和去毛刺正发挥着越来越重要的作用。众所周知，ATI的机器人材料去除工具是一种恒力控制的浮动式柔性抛光工具，可以覆盖多种不去除材料的应用场景，如去毛刺、去毛刺、倒角等表面处理。我们之前已经详细介绍了ATI径向浮动毛刺清理工具RC-340、轴向浮动精加工工具ACT-390和浮动偏心振动砂光机AOV-10。今天，我们将从多个角度向您介绍我们的新产品——轴向浮动功率控制装置PCFC。PCFC的浮动和力控制性能为自动化的实现创造了更大的可能性。它可以完美匹配用户的刚性末端执行器，例如研磨工作台、研磨模具、切割和去除浇口和冒口。

一、PCFC介绍

PCFC是ATI近两年推出的新产品。PCFC的全称是被动顺从力控制的缩写。它是一种应用极其广泛的具有恒力浮动控制的终端适配器，主要用于机器人磨削应用中磨具的恒力浮动控制。

浮动单元的端部法兰可以在12mm的直线上浮动，法兰的端部可以连接各种研磨工具。借助PCFC，机器人可以实现恒力浮动磨削。如下图：

PCFC结构图

PCFC的基本参数，包括重量、力范围、扭矩范围、浮动行程和尺寸。PCFC有A、B、c三种型号，尺寸相同，但浮力范围不同。

技术参数表

1）特点一：选配功能

PCFC还具有可选功能，如刀具自重补偿和浮动位置显示。如果使用这些功能，需要使用PCFC内置的电器元件，MCU微控制器，陀螺仪姿态传感器和位置传感器。这时，PCFC需要电力供应。

位置显示功能需要提前校准。校准后，位置信息将通过PCFC上的指示灯初步显示，便于调试时观察。此外，通过模拟信号，机器人控制柜或PLC将被告知具体的浮动位置，以进行编程和控制。

校准图

校准时，做一个刻度表，每12mm行程记录一次，对应一个电压模拟量。同时，指示灯也会有相应的提示。

2）特点二：自重补偿功能

工具的自重补偿功能类似于称重货物时的“剥皮”功能。任何工具都有自己的重量，在不同的磨具姿态下，自重产生的重力都会影响磨削力。工具本身的重量和工具在空间的姿态都会影响实际施加在工件上的力。工具的自重补偿功能可以保证不同姿态下磨具与工件的接触磨削力恒定。

图中W刀具重量，P设定压力(延伸柔顺力)，C刀具重力补偿。PCFC刀具自重补偿的基本原理是PCFC内置MCU(微控制器)，可以通过内置的陀螺仪加速度计采集刀具在空中姿态的变化数据，然后MCU计算出需要多少气压来补偿刀具的重量，并发出模拟量控制电子比例阀调节输出压力，从而将刀具自重归零。

以上是电子比例阀在PCFC上的位置。两个电子比例阀，一个用于抵消工具的自重，另一个用于控制研磨压力。

二、径向浮动和轴向浮动的受力说明及工具选择

当我们描述机器人研磨工具时，我们经常使用径向浮动和轴向浮动这两个术语。这里的径向和轴向是指圆形磨具的径向和轴向。大多数刀具或磨具都可以简化为圆柱体。在抛光过程中，圆柱形磨具旋转。在一种情况下，圆柱体的端面与工件接触，在这种情况下，磨具受到轴向应力；在另一种情况下，圆筒的圆周表面与工件接触，在这种情况下，磨具受到径向力。

驱动磨具旋转的主轴，有的是直的，有的是有角的。直的方向是指电机的旋转轴和磨具的旋转是同心或平行的。角度是指电机的转轴(外壳)与其驱动的磨具旋转方向所成的角度(一般角磨机接近90度)。

在任何磨削过程中，都是先选择磨具，再选择动力工具，再选择浮动方向。也就是说，首先要选择磨具的形状和直径，磨削面是圆周面还是端面，然后再选择是直电主轴还是角电主轴。重新规划刀具的浮动方式，即轴向或径向浮动。

三、PCFC和工具的安装方式

PCFC安装磨具有以下几种方式：空心平行安装、侧面平行安装、垂直安装。

平行安装意味着工具的主干(通常是电机部分)和PCFC的浮动方向是平行的。垂直安装意味着磨具的躯干和PCFC的浮动方向是垂直的。如果平行安装，最好安装在空心和侧面，偏转力矩应限制在15 Nm。

可连接的常用工具有直型电主轴(或气动主轴)、角向磨光机(电动或气动角向磨光机)、偏心振动盘式砂光机、偏心振动方形砂光机、砂带砂光机，或其他研磨工具。

四、PCFC的打磨经典案例

1.角向磨光机磨削电弧焊缝的实例

焊接后，打磨平面焊缝，垂直安装电动角磨机和PCFC。磨具为弹性闸板，闸板端面抛光，闸板轴向浮动。威尼斯弹性磨料，研磨表面，使其更光滑，也可以使机器人研磨更容错。

在PCFC提供恒力的情况下，打磨焊缝是否到位主要取决于打磨次数，或者说打磨时间。

角磨机可以自动更换砂盘。类似于电主轴的锥柄。首先，将磨具砂盘安装在夹具上。夹具有一个锥形连接口，可以自动与角磨机连接。放置后相当于一个磨具库。通常一个沙盘的使用寿命是十几、几十分钟，需要更换新的。另外还有需要更换不同强度的情况，所以自动磨削需要一个磨削刀具库，类似于数控机床的刀具库。

电弧焊后，角部区域的焊缝需要简单清理。利用闸板磨具的外圆和PCFC的轴向浮动可以完成恒力磨削。

2.角磨机打磨摩擦焊案例

现在越来越多的铝合金型材焊接在一起产生摩擦焊。通常，焊瘤材料需要通过摩擦焊接来去除。焊瘤比电弧焊更容易去除。使用的研磨工具也是电动角磨机百叶窗砂板。

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3.角磨机打磨不锈钢焊缝

1）中空安装打磨主轴的案例一

PCFC是一个中空的浮动套筒，可以容纳直径为62毫米的主轴。图中电动角磨机的躯干直径小于62mm，用夹具安装在浮动铜套中，为中空平行安装。在这种安装方式下，接触被抛光工件的是砂盘的圆周面，也是砂盘的径向浮动。

打磨不锈钢角部区域，用百叶板磨平焊缝，用无纺布砂板打磨平整区域。

2）中空安装打磨主轴的案例二

左图为安装在PCFC的空心气动马达主轴。它配有钢丝刷来抛光工件表面。刷子的端面与待抛光工件接触，刷子轴向浮动。

PCFC还可以装载直径小于62mm的电主轴。电主轴的一个优点是可以调速，换手柄的方法比较成熟。研磨工具需要更换为新的或新型号。

4.直柄打磨机打磨拐角

直柄砂光机和PCFC垂直安装，即砂光机的机身(电机部分)垂直于PCFC的浮动方向。

用直柄研磨机打磨角焊缝。磨具是圆柱形砂轮，用磨具的圆周面接触工件，磨具径向浮动。

5.圆盘偏心振动砂光机打磨平面

偏心磨床主要用于磨削平面。它可以与砂纸或百洁布一起使用。砂纸有一定的切割力，百洁布主要用于清洁和调和。它也可以和抛光垫一起使用来抛光表面。

6.方形偏心振动砂光机打磨平面

偏心方砂光机也用于磨平面。砂纸是方形的，可以打磨到直角边角区域。

7.砂带机

砂带机又称锉刀砂带机，外形接近往复立根，可用于焊缝抛光、闪光抛光、压铸后顶针印刷抛光等。带式砂光机可以垂直安装，也可以平行安装。

8. PCFC带着打磨工具，固定在桌面上

在这种情况下，PCFC被放置在桌面上，机器人抓取工件并前往磨具进行磨削。

左边的案例是双头研磨机，其中一个是无纺布砂轮，另一个是尼龙针刷。它们的结合能有效地清除铝合金型材切割的毛刺。

右图案例显示砂带机固定在PCFC上，钢筋表面锈蚀打磨。

9. PCFC和夹具配合，装在机器人末端

夹具固定在PCFC上，然后固定在机器人的末端，然后抓取工具接近磨具。在磨削压力方向，PCFC浮动，可实现恒定磨削。

PCFC是一种线性浮动机制。根据磨料与工件接触的圆周面或端面的形状，确定是轴向浮动还是径向浮动，选择立轴还是角轴，或者带式砂光机和偏心振动砂光机。然后设计合理的恒力抛光方案。