在汽車零部件生產中，許多孔的加工及去毛刺工藝是由手工或專機完成，手工加工和專機加工的缺點是作業(yè)環(huán)境惡劣，勞動強度大，產品質量參差不齊。

　　為了改變這一現狀，根據汽車車門的特點及工藝和客戶的要求，上海發(fā)那科機器人有限公司開發(fā)出了一套四工位的鉆孔打磨工作單元，并對該單元進行標準化、模塊化的設計。通過電氣控制設計，選擇PLC作為電氣控制硬件或選擇PMC作為電氣控制軟件，對于系統(tǒng)工作站每個部分選擇相應的連接方式與PLC或者PMC相連接。

　　車門鉆孔及鑄件清理工作單元主要由機器人本體、回轉臺、車門夾具、電主軸換刀設備、刀庫、清理工具、電氣控制系統(tǒng)、真空集塵裝置、安全防護系統(tǒng)等組成，整個工作站占地約8m×8m，采用四工位布局。布局如下圖所示：

　　車門鉆孔及鑄件清理系統(tǒng)布局圖

　　1)鉆孔打磨用機器人

　　FANUC應用在鉆孔方面的機器人型號為R-2000iB/165F，打磨方面的機器人型號為M-20iA。相比其他應用的機器人來說，鉆孔用機器人的主要特點是J6軸安裝的焊槍負載較大，應此通常選用中型的機器人。

　　2)車門加工要求

　　(1)車門鉆孔要求如下所示：

　　車門孔位示意圖

　　(2)鑄件清理用于完成去毛刺和表面清理的應用，配置了兩把浮動去毛刺工具。其中一個去毛刺工具用于內腔澆口位置的去毛刺作業(yè)，另外一個去毛刺工具用于表面的裝配面的清理作業(yè)。

　　3)車門夾具

　　工件和胎具放置位置為傾斜30°，工人操作的位置為低點，便于人工放置工件。　

　　車門夾具

　　4)電主軸

　　電主軸為無定向6.7KW永磁同步電主軸，可以配置BT30無鍵槽刀柄。電主軸有自動換刀的功能，通過高壓油進行鎖刀和松刀，通過油冷機對其進行冷卻。配置RSP的管線包，通過柔性電纜和油路。將電主軸固定在機器人六軸法蘭處，鉆孔電主軸的軸線與機器人六軸軸線垂直的連接方式。　

　　電主軸安裝示意

　　5)轉臺及胎具支架

　　四工位轉臺采用是4工位轉位分度器，實現高速轉臺的功能。在保證平穩(wěn)的前提下，轉動一次節(jié)拍為3s。在直徑2500mm的圓周上，位置重復定位精度為0.1mm，無累積誤差，通過機械式的定位可以保證極高的重復定位精度。

　　6)工件刀柄

　　工件表面的鉆孔，采用下圖中左側的普通BT30刀柄，考慮到鉆孔深度較深，需要配置細長型刀桿，刀柄為無鍵槽配置。工件側壁的鉆孔采用的是BT30雙頭角度頭，刀柄和固定桿的距離為80mm。角度頭為無鍵槽配置。

　　7)電主軸刀庫

　　每臺鉆孔機器人各配置一個8刀位刀具庫，本系統(tǒng)共配置2個刀具庫。刀具庫為無鍵槽刀柄配置，包括6個刀位的BT30彈簧刀夾位置，2個刀位的角度頭支架，以及一個用于潤滑鉆頭的油杯。每個刀位有刀柄在位檢測信號。

　　8)鑄件清理工具

　　徑向順從去毛刺工具RC-340，通過調節(jié)氣體壓力，氣體控制順從力是恒定的、不改變、不變形的，實現清理不同零件需要的不同順從。允許隨零件輪廓不規(guī)則徑向提供±8mm位移補償。采用ACT-390氣浮動鋼刷清理毛刺提高表面光潔度。

　　清理工具RC-340、ACT-390

　　9)集塵器

　　該集塵器為濾筒式單機除塵器，為鑄件清理單元配置，通過喇叭形接口進行吸塵。

　　10)安全防護房

　　防護房采用鋁型材作為支撐，采用8mm的鋼化玻璃作為隔斷面，頂部采用PE薄板封閉，能保證透光性和安全性。安全防護房的上料處安裝有安全光柵，能夠確保工人在上下料位置時，轉臺不會轉動，確保操作人員的安全。三臺機器人的作業(yè)區(qū)域為全封閉，設有兩個安全門用于人員進出。

　　11)系統(tǒng)控制

　　由系統(tǒng)總控PLC控制以上設備之間的全部動作邏輯，完成對機器人、四工位轉臺、電主軸、液壓站、油冷機、鑄件清理工具、指示燈、和安全門開關等各種外圍設備的通訊、控制工作。三臺機器人通過系統(tǒng)總控PLC的控制，完成所有系統(tǒng)工藝作業(yè)。

　　本套汽車零部件機器人鉆孔打磨單元具有很強的柔性，解決了目前國內汽車品種多，小批量生產所需生產線柔性化的問題，并有效地提高了加工質量和生產效率。