制造業(yè)的精加工環(huán)節(jié)，一直是個(gè)“硬骨頭”。工人長期接觸粉塵火花，既累又危險(xiǎn)，招人也越來越難。怎么破？答案就在機(jī)器人末端執(zhí)行工具上，這種工具能讓機(jī)械臂像人手一樣靈活操作，關(guān)鍵是夠輕、夠快。PushCorp公司就是這一方案的踐行者——通過只有“一罐湯”大小，卻能爆發(fā)5馬力功率的超高功率密度設(shè)計(jì)的科爾摩根無框伺服電機(jī)，讓精加工從此告別“人肉操作”，安全性、效率和質(zhì)量全面起飛?？靵砜纯词侨绾螌?shí)現(xiàn)的！

1、精加工難題破解之道

零件精加工的必要性

零件通常通過機(jī)械加工、鑄造、鍛造、模塑等工藝獲得凈尺寸形狀。盡管這些零件符合規(guī)格要求，但往往需要額外處理才能達(dá)到所需的表面光潔度。例如，機(jī)械加工件上的刀痕和波紋必須清除，注塑、鑄造及鍛造零件需去除飛邊、澆口和分型線。

人工操作的困境

這些精加工操作要求力控加工過程，具備一種剛性定位機(jī)床無法提供的柔性配合，因此幾乎總是由操作員手持動(dòng)力工具完成，依靠人體觸感精準(zhǔn)施加力道。然而，工具的重量以及在零件“角落縫隙”中操作的難度，使得這些操作對(duì)人工操作者而言極為艱難。以某鋁鑄汽車輪轂供應(yīng)商為例，該公司曾有數(shù)百名工人使用電動(dòng)砂光機(jī)手工拋光輪轂，結(jié)果導(dǎo)致工人受傷、人員流動(dòng)率高、生產(chǎn)效率低、培訓(xùn)成本高昂以及質(zhì)量問題頻發(fā)。

自動(dòng)化解決方案的需求

當(dāng)前出色的自動(dòng)化解決方案采用機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)定位與運(yùn)動(dòng)控制，配合末端執(zhí)行器提供自動(dòng)化表面精加工所需的柔性。由于柔性軸向不斷變化，將力控裝置安裝在機(jī)械臂腕部需特別考量。工具、介質(zhì)和滑架的重量始終垂直向下作用，而順應(yīng)性運(yùn)動(dòng)軸則隨機(jī)器人在空間中移動(dòng)持續(xù)變化，執(zhí)行器施加的力需根據(jù)重力作用方向相對(duì)于順應(yīng)性軸的位置動(dòng)態(tài)增減。

PushCorp的力控裝置使機(jī)器人在接觸工件表面時(shí)能保持恒定且可調(diào)的施力狀態(tài)，通過施加恒定力值確保操作一致性與精密度，模擬了精細(xì)研磨拋光所需的“人手觸感”。其力矩范圍（0.2-250磅力）可為砂磨、研磨、拋光及眾多其他材料去除應(yīng)用提供精準(zhǔn)的順應(yīng)性。

2、科爾摩根助力性能升級(jí)

PushCorp公司是開發(fā)定制機(jī)械臂末端工具領(lǐng)域的佼佼者，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于混合與精加工領(lǐng)域，此類工具因機(jī)器人性能依賴末端工具尺寸重量，對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)功率密度要求極高，其采用由獨(dú)立轉(zhuǎn)子和定子部件組成的無框直驅(qū)電機(jī)系統(tǒng)，組件可直接集成到工具中；隨著產(chǎn)品向大型企業(yè)市場(chǎng)滲透，發(fā)現(xiàn)眾多客戶希望伺服電機(jī)接入480V交流電源，但早期驅(qū)動(dòng)器無法支持，迫使客戶額外安裝降壓變壓器，增加了成本、占地和復(fù)雜度。

  高功率密度設(shè)計(jì)顯威力  

在高度自動(dòng)化機(jī)械加工等工序中，零件的打磨等精加工多為耗時(shí)、高成本且易引發(fā)工傷的手工操作，實(shí)現(xiàn)其機(jī)器人自動(dòng)化需采用高功率密度電機(jī)設(shè)計(jì)以縮減機(jī)械臂末端工具體積重量、發(fā)揮機(jī)器人峰值性能；科爾摩根與PushCorp合作，針對(duì)其產(chǎn)品優(yōu)化多款高扭矩伺服電機(jī)，憑借電磁設(shè)計(jì)知識(shí)和高壓絕緣專業(yè)技術(shù)助力PushCorp打造出滿足工業(yè)用戶高生產(chǎn)率和可靠性要求的工具。

 高壓設(shè)計(jì)顯神通  

PushCorp與科爾摩根展開合作，共同探索滿足客戶高電壓需求的解決方案。經(jīng)深入技術(shù)研討，科爾摩根確認(rèn)可提供優(yōu)化型無框電機(jī)解決方案，該方案不僅能在480V交流電壓下穩(wěn)定運(yùn)行，更實(shí)現(xiàn)了超越現(xiàn)有工具性能的突破。

3、精加工應(yīng)用典型案例

鋁合金輪轂制造商的轉(zhuǎn)型

前文提及的鋁合金輪轂制造商采用PushCorp機(jī)械臂末端工具，在鍍鉻前成功實(shí)現(xiàn)了可見表面100%去除劃痕與瑕疵。該工具通過換刀裝置實(shí)現(xiàn)多種介質(zhì)類型的切換，以處理所有復(fù)雜表面特征。目前，該制造商有八臺(tái)機(jī)器人全天候運(yùn)行于該應(yīng)用中，使數(shù)百名操作員得以轉(zhuǎn)崗從事難度較低且危險(xiǎn)性較小的作業(yè)。

汽車制造商的工藝革新

多家汽車制造商采用PushCorp力控工具及伺服換刀裝置，配合成捆的毛刷磨料，對(duì)汽車車門開口處的焊渣進(jìn)行清除。這些工作單元能有效清除焊接過程中產(chǎn)生的飛濺物，通過精確的力與速度控制，在不損傷母材的前提下完成清理工作。該工藝不僅讓操作人員遠(yuǎn)離危險(xiǎn)環(huán)境，還顯著提升了質(zhì)量穩(wěn)定性、加工重復(fù)性和產(chǎn)量。

4、安全效率質(zhì)量三提升

通過柔性自動(dòng)化技術(shù)，可顯著優(yōu)化制造流程中各類混合與精加工工序。機(jī)械臂末端加工工具，需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)去毛刺、研磨或拋光工具。該制造工藝現(xiàn)具備多項(xiàng)操作優(yōu)勢(shì)，包括：

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更安全高效的工作環(huán)境，避免人員接觸有害金屬粉塵及危險(xiǎn)工藝

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通過末端機(jī)械手工具實(shí)現(xiàn)精密力反饋，確保無縫操作，并在研磨拋光時(shí)呈現(xiàn)“柔性觸感”

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全范圍力矩調(diào)節(jié)（0.2-250磅力）精準(zhǔn)適配砂磨、研磨、拋光及各類材料去除應(yīng)用

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采用更小巧輕量的無框電機(jī)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化功率密度

用事實(shí)說話！真實(shí)客戶應(yīng)用案例充分證明，設(shè)備制造商用上科爾摩根無框伺服電機(jī)后，機(jī)械臂末端工具的性能直接上了一個(gè)臺(tái)階。工人更安全了，生產(chǎn)效率蹭蹭往上漲，產(chǎn)品質(zhì)量也更穩(wěn)定。該機(jī)器人工具正在精加工領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，而且勢(shì)頭越來越猛，引領(lǐng)著行業(yè)邁向更加智能化、高效化和安全化的未來。