表面处理 · 运动控制 · 机器视觉

保温杯 CAD 导图自动化抛光系统

台州华川电气 × 杭州正乐控制技术联合方案。针对保温杯行业人工抛光效率低、表面一致性差、换型成本高的痛点,打造了基于 CAD 导图的六轴联动抛光系统——图纸导入 30 秒自动生成抛光轨迹,力矩闭环控制接触力波动 ±0.2N,实现全轮廓高精度、高效率、高一致性抛光。

客户行业

保温杯 / 日用五金

交付主体

华川电气 + 正乐控制

轴数配置

6 轴联动(C/X/Y/Z/B/S)

核心技术

CAD导图 · 力矩闭环 · 视觉检测

/ 01项目背景与行业痛点

保温杯表面质量直接影响产品档次和市场竞争力。传统人工抛光存在明显瓶颈:单人日产仅 200-300 只,无法满足大批量订单;人工手感差异导致批次间粗糙度波动(Ra 0.4-1.2μm);每款杯型单独示教 3-5 小时,换型成本高;杯口弧面、过渡 R 角等部位易过抛/欠抛;接触力波动 ±5N,表面纹路不均、抛光轮磨损快。

效率瓶颈

人工抛光单人日产 200-300 只,无法满足大批量订单交期

一致性差

人工手感差异导致批次间粗糙度波动 Ra 0.4-1.2μm

换型成本高

每款杯型单独示教 3-5 小时,多品种生产停机严重

力控不足

接触力波动 ±5N,导致纹路不均、抛光轮磨损快

/ 02联合方案定位

两家公司发挥各自技术优势,形成从硬件驱动到算法软件的全栈自主可控方案:

台州华川电气

运动控制系统、伺服驱动、EtherCAT 实时总线、上位机平台架构

杭州正乐控制

CAD 导图算法、抛光轨迹规划、力矩闭环控制算法、视觉在线检测

全栈自主可控: 华川电气运动控制 + 正乐控制算法,零第三方视觉授权费,从驱动层到算法层完全可控。

/ 03六轴系统架构

保温杯为回转体工件,系统采用"回转主轴 + 多轴抛光头"架构,实现全轮廓无死角覆盖:

轴号名称功能精度行程/范围
C轴杯体回转轴保温杯旋转,配合抛光头覆盖圆周面±0.01°0-360° 连续
X轴横向进给轴抛光轮横向定位±0.005mm300mm
Y轴纵向进给轴抛光轮纵向定位±0.005mm200mm
Z轴升降轴抛光轮高度定位(沿杯身方向)±0.005mm400mm
B轴角度摆动轴抛光轮角度调整(适应曲面法线)±0.05°±90°
S轴抛光轮主轴抛光轮高速旋转±1rpm0-6000rpm

/ 04四大核心技术

CAD 导图全自动

支持 DWG/DXF/STEP 导入,自动识别杯口圆角、过渡弧面、杯底 R 角等 7 大区域并分类,30 秒生成抛光轨迹,编程效率提升 360 倍

力矩闭环精控

压电式力矩传感器 1kHz 采样 + 自适应 PID,接触力稳态误差 ±0.2N,批次一致性提升 15 倍

六轴联动插补

C+Z 螺旋插补、C+X+B 包络插补、五轴联动,配合 500 点速度前瞻与 S 型加减速,无接刀痕

视觉在线检测

500 万像素相机多角度检测表面粗糙度、划痕、过抛/欠抛,100% 全检,数据全程可追溯

/ 05运行效果

指标人工抛光本系统提升
日产量200-300 只/人3000-5000 只/台10-25 倍
编程时间3-5 小时/款<30 秒/款360-600 倍
表面粗糙度 Ra0.4-1.2μm0.08-0.15μm5-8 倍
批次一致性±0.3μm±0.02μm15 倍
过抛/欠抛率5-8%<0.1%50-80 倍
良品率88%99.5%—
降本效果: 人工成本年省约 70 万元(10 人 → 1 人)、废品成本年省 57.5 万元、抛光轮寿命延长 2 倍、视觉软件零授权费。

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