機(jī)器人輔助模具加工
在先進(jìn)的奧迪設(shè)備和成型技術(shù)中心，奧迪員工們正努力實現(xiàn)全線工藝數(shù)字化，如今已有一套機(jī)器人加工中心應(yīng)用于模具制造，能完全替代4臺搖臂鉆床。
早在2015年，當(dāng)奧迪再次榮獲年度*佳模具制造商(Toolmaker of the Year)・獎項時，評委團(tuán)就對奧迪持續(xù)在數(shù)字化工藝鏈研發(fā)和部分實現(xiàn)的杰出表現(xiàn)大加贊賞。以往奧迪使用搖臂鉆床加工模具氣孔，但弊端在于整個工藝無法實現(xiàn)自動化，費(fèi)時費(fèi)力，也不符合工業(yè)4.0理念。而現(xiàn)在，奧迪在模具制造領(lǐng)域向工業(yè)4.0邁出了一大步。
*近，一臺史陶比爾高精度工業(yè)機(jī)器人用于模具鉆氣孔，不久還將用于鉆孔精鏜、螺紋切削。這一項目由來自德國塞利根施塔特(Seligenstadt)的公司robot-machining GmbH實施。通過與奧迪中心的緊密協(xié)作，該公司提出一套連同工藝技術(shù)、夾緊結(jié)構(gòu)以及機(jī)加工技術(shù)的設(shè)備理念。
解決方案
技術(shù)工藝密集型機(jī)器人系統(tǒng)
這套機(jī)器人加工中心融合了大量專業(yè)技術(shù)。整套設(shè)備長8m，寬7m，主要用于鋼模或灰鑄鐵模機(jī)加工。加工的模具尺寸可達(dá)4500x2500x1000mm，重量可達(dá)20,000kg。所有加工任務(wù)均由一臺配備7kW機(jī)加工電主軸的史陶比爾精密機(jī)器人TX200控制完成。這一體型較大的六軸機(jī)器人額定負(fù)載100kg，臂長2194mm。通過安裝在導(dǎo)軌的方式，機(jī)器人能達(dá)到所有加工位置。
在機(jī)器人加工深孔前，必須對模具進(jìn)行精確校準(zhǔn)。為此，TX200使用刀庫內(nèi)的3D測頭測量沖模具體位置。按照計算好的鉆孔位置離線調(diào)整后，操作人員再進(jìn)行實際鉆孔前所有工藝步驟的*終仿真模擬。
每半個模具要有70-80個氣孔，每鉆一個氣孔都需要經(jīng)過“鏡像”、試鉆 (鉆30mm深導(dǎo)孔)以及深鉆鉆孔(孔直徑4-8mm)，其中*大的特點(diǎn)是深鉆過程中，鉆頭的線性進(jìn)給由機(jī)器人控制。奧迪新業(yè)務(wù)單元自動化技術(shù)部門項目經(jīng)理Juliane Kollecker說道：“也就是說機(jī)器人可以鉆出120mm深的氣孔，這需要非常好的運(yùn)動控制能力和剛性，只有配備自有專利驅(qū)動技術(shù)的史陶比爾機(jī)器人可以滿足。”
客戶應(yīng)用
持續(xù)的數(shù)字化工藝鏈
在模具設(shè)計階段，氣孔位置在CAD系統(tǒng)預(yù)先定義好，無須額外操作，即可傳送至機(jī)器人加工中心離線編程系統(tǒng)。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)是縮短生產(chǎn)時間的關(guān)鍵因素。過去奧迪必須現(xiàn)場確定氣孔位置，再手動鉆孔。數(shù)字化工藝不僅徹底免除這些繁重的人力勞動，還使奧迪的生產(chǎn)時間縮短60%。
這一創(chuàng)新設(shè)備的整體評估結(jié)果也同樣令人滿意。通過鉆氣孔應(yīng)用，機(jī)器人加工中心完全達(dá)到奧迪的預(yù)期。憑借機(jī)器人技術(shù)和實操經(jīng)驗，奧迪相信在不久的將來能實現(xiàn)更多機(jī)加工工藝的集成。
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