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最近接了个单子,一台6轴机器人配拧紧枪,给变速箱壳体打螺栓,孔位大概20来个,要求扭矩精度±5%,节拍15秒以内。之前用手持式气动扳手干这事干了七八年,现在甲方非要用机器人,理由是"自动化升级"。
我自己心里没底,机器人力臂刚性、姿态变化、减速机背隙这些因素,扭矩波动能控制住吗?有没有实打实干过的兄弟说说,重复定位精度到底能做到多少,扭矩重复性CPK值一般能跑到1.33以上吗?
这事能干,但没你想的那么简单。6轴机器人本身重复定位精度标称±0.02mm到±0.05mm,加末端拧紧模组和枪头,姿态一变法兰端的平行度就飘了。我去年做过一个变速箱项目,12颗螺栓,用的KUKA KR16 R2010,搭配电控伺服拧紧轴,最终实测扭矩CPK值1.27,刚过线。
关键三点:1.法兰端必须用浮动机构,补偿姿态误差,不然螺栓进不去孔,硬拧会偏载;2.拧紧轴尽量选直驱伺服,不要用那种气动的,扭矩闭环控制稳得多;3.预紧力分步控制,前30%转速快定位,到扭矩窗口再降到5rpm以下,这样重复性才能上去。
你那20个孔节拍15秒够紧的,建议先拿3颗做实验,别上来就跑全线。另外螺栓来料底孔直径公差控制在±0.05mm以内,否则浮动机构再牛也救不回来。
扭矩精度±5%这个要求本身就不高啊,伺服拧紧轴单轴重复精度都能做到±1%以内,瓶颈根本不在工具上。机器人的问题主要是孔位找不准,视觉引导做了没?没视觉定位的话光靠示教精度根本撑不住批量生产,夹具磨损一点点就废了。
直接告诉你结论:变速箱壳体这种箱体类,机器人干不如专机。除非产量上柔性化要求很高,否则一台5轴的专用拧紧设备比6轴机器人便宜一半,节拍能压到8秒以内,CPK轻松过1.67。你那15秒节拍我持怀疑态度。