顺铣vs逆铣：哪种更适合机器人加工？

顺铣和逆铣，哪种更好？这个经典问题在我们谈论机器人加工时变得更加重要。

顺铣与逆铣之争在工程师之间已经持续了很长时间。顺铣通常能产生更好的表面光洁度，而逆铣则能提供更高的稳定性。

对于机器人加工而言，这个问题变得更加有趣！

与传统CNC机床不同，机械臂往往刚度较低，使用柔顺力控刀具，并且加工更复杂的自由曲面零件。CNC的旧规则不能自动套用。

在本文中，我们借鉴了关于顺铣与逆铣的有限机器人研究，帮助您了解哪种更适合您的机器人加工单元。

什么是顺铣和逆铣？

顺铣和逆铣都是协调切削刀具沿工件运动的策略。简而言之，顺铣是指刀具通过沿运动方向旋转来”爬”上材料。在逆铣中，刀具沿相反方向旋转。

在这两种策略之间进行选择涉及平衡几个相互竞争的权衡因素：

记住顺铣（也称为Down Milling）的一个简单方法是：刀具和进给方向与工件运动方向相同。

当刀具沿工件移动时，切削刀具的每个齿直接以全厚度咬入材料。由于刀具实际上是沿已经运动的方向”爬”上材料，被去除的材料切屑被抛到刀具后方。

顺铣的优点是能产生光滑的表面、更长的刀具寿命、更低的切削载荷和更少的热量产生。然而，这种策略会产生更多的振动和反向间隙，并且不适合较硬的材料。

逆铣（也称为Up Milling）是指切削刀具逆着进给方向旋转。

切削刀具的每个齿开始切削时几乎没有材料啮合。逐渐地，这会增加到全切屑厚度，然后刀齿退出材料。由于刀具逆着进给方向工作，切屑被推入刀具路径而不是远离它。

逆铣的优点是无反向间隙、更高的稳定性和更好的控制性。然而，它也会产生过多的热量和更粗糙的表面，并缩短刀具寿命。

几乎所有关于应该选择顺铣还是逆铣的既定指导都来自对CNC机床的研究和专家经验。

机器人铣削是一个较新的应用，专门的研究相对较少。这意味着我们的行业还没有制定出在任何特定机器人应用中应该选择哪种的明确规则。

这对您意味着什么？您需要针对您的特定铣削应用，在这两种策略之间进行自己的测试。

为数不多的科学研究之一比较了塑料工件机器人铣削的顺铣和逆铣策略。

研究人员使用了一台配备径向柔顺去毛刺刀具的工业机器人。在这种情况下，他们发现顺铣方法比逆铣更高效，能产生更好的表面光洁度和更低的切削力。

但这并不是一个非常令人惊讶的结论。还值得记住的是，塑料铣削产生的振动远比淬火金属少。

结论？目前还没有足够扎实的研究来判断哪种方法最好。

鉴于机器人铣削仍然相当新且研究证据有限，您如何决定适合自己的策略？

最有用的方法是从既定的CNC原则开始，然后针对您的机器人设置进行调整。

一些通用建议包括：

在机器人优先的仿真器中测试——一个好的第一步是在仿真工具中测试您的应用。RoboDK-CAM是一个完整的机器人编程软件，带有集成的CAM工具。
默认从顺铣开始——如果您的机器人具有良好的刚度，并且您正在加工干净、未淬火的表面，顺铣是首先测试的明智策略。标准CNC指导和我们上面介绍的机器人去毛刺研究都支持这一点。
淬火材料考虑逆铣——机械师建议，对于火焰切割、氧化或淬火材料，逆铣往往是必要的，因为顺铣方法会迫使刀具反复冲击坚硬的外层。
注意薄壁或无支撑部分的颤振——监控刀具，确保在材料的薄壁或无支撑部分没有过度的颤振或振动。在这种情况下，逆铣可能提供更好的稳定性，就像在CNC机床上一样。

将柔顺或力控末端执行器视为不同变量——包含柔顺性和灵活性的机器人铣削刀具的行为将与标准CNC机床不同，因此请记住在测试中考虑这一点。