工業(yè)機(jī)器人在鑄造行業(yè)的應(yīng)用

　　一、鑄造機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

　　鑄造是獲得機(jī)械產(chǎn)品毛坯的主要方法之一，是機(jī)械工業(yè)重要的基礎(chǔ)工藝。我國鑄造行業(yè)勞動密集，整體技術(shù)水平及裝備落后，鑄件質(zhì)量低，材料、能源消耗高，勞動條件惡劣，污染嚴(yán)重。近幾年，國家對環(huán)境和能耗尤為關(guān)注，鑄造行業(yè)作為資源消耗和環(huán)境污染的大戶，遇到了前所未有的挑戰(zhàn)，因此，作為一種現(xiàn)代鑄造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)組織、管理和運(yùn)行新模式，綠色鑄造被越來越多的企業(yè)所重視和推行。

　　工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計算機(jī)、傳感器及人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備，具有許多傳統(tǒng)設(shè)備所沒有的優(yōu)點(diǎn)，高度的柔性化能夠滿足現(xiàn)代化綠色鑄造生產(chǎn)中的各種特殊要求，在鑄造中的應(yīng)用日益廣泛。目前，采用先進(jìn)適用的鑄造新技術(shù)，提高鑄造裝備自動化，特別是工業(yè)機(jī)器人自動化技術(shù)的應(yīng)用，是鑄造企業(yè)實(shí)施綠色鑄造生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。我國是個鑄造大國，工業(yè)機(jī)器人必將在鑄造領(lǐng)域大展身手。

　　因鑄造存在高溫、高粉塵、振動、油污、噪聲及電磁干擾的惡劣環(huán)境，鑄件不僅溫度高，而且重量也大，因此一搬工業(yè)機(jī)器人無法滿足生產(chǎn)需要。鑄造版的工業(yè)機(jī)器人必須能適應(yīng)這樣的工作環(huán)境并正常運(yùn)行，這對制造商來說就是大的挑戰(zhàn)。目前，國內(nèi)涉足研發(fā)機(jī)器人的企業(yè)如雨后春筍般發(fā)展，但針對鑄造行業(yè)的還寥寥無幾。萬豐科技憑借自身豐富的鑄造經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)鑄造設(shè)備的領(lǐng)先技術(shù)，將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到鑄造自動化項(xiàng)目里，對國內(nèi)的鑄造行業(yè)裝備水平的提升是一次質(zhì)的突破。多年自動化項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)累積，又鑄就了萬豐科技對鑄造版工業(yè)機(jī)器人的成功研發(fā)（已有多個系列，部分彌補(bǔ)了產(chǎn)業(yè)空白），并迅速在鑄造行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

　　二、工業(yè)機(jī)器人在鑄造行業(yè)的應(yīng)用

　　在鑄造生產(chǎn)中，工業(yè)機(jī)器人除了能夠代替人在高溫、污染和危險環(huán)境中工作外，還可以提高工作效率，提高產(chǎn)品精度和質(zhì)量，降低成本，減少浪費(fèi)，并可獲得靈活且持久高速的生產(chǎn)流程。萬豐科技將鑄造工藝、鑄造設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人有機(jī)結(jié)合，不斷研發(fā)鑄造領(lǐng)域的項(xiàng)目應(yīng)用，已覆蓋壓鑄、重力鑄造、低壓鑄造及砂型鑄造等各個領(lǐng)域，主要涉及制芯、造型、清理、機(jī)加工、檢驗(yàn)、表面處理、轉(zhuǎn)運(yùn)及碼垛等工序中。

　　而鑄造車間尤為突出，充斥著高溫、粉塵、噪聲等，工作環(huán)境極其惡劣。工業(yè)機(jī)器人可應(yīng)用到重力鑄造、低壓鑄造、高壓鑄造、旋壓鑄造，涵蓋黑色金屬和有色金屬鑄造不同鑄造方式的車間，大幅度降低員工的勞動強(qiáng)度。

　　1. 重力鑄造

　　重力鑄造傳統(tǒng)的澆注模式是人工勺取鋁液澆注，溫度高，搬運(yùn)強(qiáng)度大，尤其是大鑄件需要兩次勺取鋁液澆注。該模式會因?yàn)椴僮鞴な荏w能的限制，造成澆注工藝穩(wěn)定性差，鑄造產(chǎn)品質(zhì)量時有波動。不但人力吃不消，質(zhì)量也受影響。而使用工業(yè)機(jī)器人澆注，由機(jī)器人澆注管理軟件自動控制機(jī)器人按設(shè)定的鑄造工藝進(jìn)行，產(chǎn)品重復(fù)性一致，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，解放了勞動力。

　　根據(jù)鑄件特性，工業(yè)機(jī)器人重力澆注自動化單元有多種布局格式。

　?。?）圓周式 合適于產(chǎn)品規(guī)格多、鑄造簡單、產(chǎn)品較小的鑄件，每臺重力機(jī)可以鑄造不同規(guī)格的產(chǎn)品，工藝節(jié)拍可以多樣化，一人可操作兩臺重力機(jī)，因限制條件少，是目前最為常用的模式，如圖1所示。

　　圖1 圓周式工業(yè)機(jī)器人重力澆注自動化單元

　?。?）對稱式 適合于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、需有砂芯配合鑄造、澆注工藝復(fù)雜的鑄件。根據(jù)鑄件大小規(guī)格，小鑄件采用小傾斜式重力機(jī)，澆注口均在工業(yè)機(jī)器人圓周軌跡內(nèi)，而工業(yè)機(jī)器人不移動。對于大鑄件，因相應(yīng)傾斜式重力機(jī)較大，工業(yè)機(jī)器人需配有移動軸方可澆注。該模式下（見圖2），鑄件產(chǎn)品可多樣化，工藝節(jié)拍可不一致。

　　圖2 對稱式工業(yè)機(jī)器人重力澆注自動化單元

　　（3）并排式 圓周式、對稱式的缺點(diǎn)是砂芯上件及鑄件下件物流是單工位的，較為分散，而采用重力機(jī)并排式就解決了該問題。根據(jù)鑄件大小、工藝節(jié)拍來布設(shè)重力機(jī)臺數(shù)，設(shè)計工業(yè)機(jī)器人是否需要移動。并可配置輔助抓手來完成砂芯放置、鑄件下件的工作，實(shí)現(xiàn)更高程度的自動化，如圖3、圖4所示。

　　圖3 并排式工業(yè)機(jī)器人重力澆注自動化單元一

　　圖4 并排式工業(yè)機(jī)器人重力澆注自動化單元二

　?。?）平臺式 該模式的出鑄件速度相較于前幾個模式更為高效，重力機(jī)在平臺上旋轉(zhuǎn)，有澆注工位、冷卻工位、下件工位等，多臺重力機(jī)在不同工位同時運(yùn)行。澆注機(jī)器人在澆注工位不斷取鋁液澆注，取件機(jī)器人同步下件（也可用人工，但效率低，工作強(qiáng)度大）。如圖5所示，這種模式只適合產(chǎn)品類似、批量大、節(jié)拍一致的鑄件同時生產(chǎn)。

　　圖5 平臺式工業(yè)機(jī)器人重力澆注自動化單元