Зачистка металлических деталей

Металлические детали, изготовляемые методами механической обработки, почти всегда имеют заусенцы, т. е. неравномерности формы в виде острых металлических фрагментов на обработанных поверхностях детали. Снятие заусенцев - дорогостоящая, но необходимая операция. Чаще всего она выполняется вручную с применением специального мелкого инструмента на каждой детали отдельно, что отнимает много времени, особенно если заусенцы располагаются в труднодоступных местах, например в торце глухих отверстий. Некоторые простые операции удаления заусенцев можно выполнять с помощью пескоструйной обработки или во вращающихся барабанах зачистки отливок, но в большинстве ситуаций не обойтись без тщательной обработки вручную.

Предсказать достаточно точно место и форму заусенцев почти невозможно. Форма и размеры их у различных деталей различные, хотя детали в достаточной степени одинаковы. Кроме того, при станочной обработке инструмент сильно изнашивается, из-за чего возрастает количество заусенцев, которое снова снижается после замены инструмента на более острый.

Если используется поточный метод механического удаления заусенцев, то операции подвергается каждая деталь, независимо от того, есть ли на ней заусенцы, иначе требуется специальная операция контроля, что неэкономично. При такой поточной обработке, кроме того, деталь должна точно подаваться и фиксироваться у режущего инструмента, вне зависимости от толщины снятия поверхностного слоя. Процесс похож на удаление облоя с отливок, только в этом случае меньше количество удаляемого металла и соответственно меньше затрат энергии. При автоматизации этого процесса нужно иметь в виду, что при работе с различными материалами следует использовать различные методы. Пластмасса мягче латуни, которая в свою очередь не такая хрупкая, как чугун. Выбор инструмента, таким образом, может быть не менее важен, чем выбор метода. При таком большом количестве переменных очень кстати обратиться к помощи робота, обладающего достаточной универсальностью и способностью быстро перепрограммироваться, хотя данное применение роботов нельзя признать простым, и оно накладывает ряд дополнительных требований как на сам робот, так и на вспомогательное оборудование.

Как правило, робот при удалении заусенцев выполняет сложные перемещения при скоростях, которые должны очень строго контролироваться. В большинстве случаев деталь, которой манипулирует робот, не должна быть слишком тяжелой. Что касается инструмента для удаления заусенцев с детали, то он должен быть не таким тяжелым, как при зачистке отливок, так как следует удалить гораздо меньше материала.

Перечислим требования, предъявляемые к роботу при удалении заусенцев.

1. Способность перемещаться по заданному контуру. Это необходимо, если нужно реализовать допуски, обычные при станочной обработке.

2. Повторяемость воспроизведения. Повторяемость должна быть особенно высокой, если заусенцы удаляются с мелких деталей, где есть много небольших участков криволинейного движения. Это требование накладывает определенные ограничения на конструкцию робота, так как он должен быть виброустойчивым: всякая вибрация неизбежно отразится на конечных размерах детали. Любое отклонение от траектории более чем на несколько десятых миллиметра недопустимо.

3. Скорость. Как правило, при удалении заусенцев возникает необходимость отдельно обрабатывать несколько тысяч одинаковых деталей. Поэтому требуется большая скорость обработки для достижения высокой производительности. Однако вследствие того, что размеры обрабатываемых деталей, а также технологические режимы обработки сильно различаются, необходим широкий диапазон управляемых скоростей перемещения. Кроме того, для обеспечения оптимальной производительности требуется менять скорость обработки при переходе от одного участка поверхности детали к другому.

4. Программирование. Так как роботу предстоит обрабатывать широкую номенклатуру деталей, очень важна скорость программирования и скорость перехода с одной программы на другую, особенно если обрабатываются небольшие партии деталей. Поэтому большое значение имеет такая функция, как редактирование и возможность замены частей программы, что позволит оптимизировать траекторию и скорость ее прохождения.

Все указанные свойства присущи только наиболее совершенным и сложным роботам. Автоматизация операции зачистки деталей - сравнительно новая задача, но появление дешевых микропроцессоров делает реальной ее роботизацию.

Для этой операции не только требуется сложный робот. Сам инструмент должен быть таким, чтобы была возможность обрабатывать труднодоступные места детали. Для этого годятся инструменты возвратно-поступательного, а не вращательного действия. Форма режущей кромки также определяется видом выполняемой операции.

Для достижения высокой точности инструмент должен быть жестко закреплен. Если деталь точно подается к роботу, то операция не будет сложной, независимо от того, что держит робот - деталь или инструмент. При этом, безусловно, чем сложнее обходимый контур, тем больше искусства потребуется и от оператора робота, и от программиста, чтобы выполнить работу. Тем не менее роботизация - единственный способ автоматизировать эту операцию, за исключением случаев массового производства, когда экономически целесообразно применение средств жесткой автоматизации.