工业机器人在铸造行业的应用

　　一、铸造机器人的发展现状

　　铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，是机械工业重要的基础工艺。我国铸造行业劳动密集，整体技术水平及装备落后，铸件质量低，材料、能源消耗高，劳动条件恶劣，污染严重。近几年，国家对环境和能耗尤为关注，铸造行业作为资源消耗和环境污染的大户，遇到了前所未有的挑战，因此，作为一种现代铸造业可持续发展的企业组织、管理和运行新模式，绿色铸造被越来越多的企业所重视和推行。

　　工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器及人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备，具有许多传统设备所没有的优点，高度的柔性化能够满足现代化绿色铸造生产中的各种特殊要求，在铸造中的应用日益广泛。目前，采用先进适用的铸造新技术，提高铸造装备自动化，特别是工业机器人自动化技术的应用，是铸造企业实施绿色铸造生产、实现可持续发展的关键举措。我国是个铸造大国，工业机器人必将在铸造领域大展身手。

　　因铸造存在高温、高粉尘、振动、油污、噪声及电磁干扰的恶劣环境，铸件不仅温度高，而且重量也大，因此一搬工业机器人无法满足生产需要。铸造版的工业机器人必须能适应这样的工作环境并正常运行，这对制造商来说就是大的挑战。目前，国内涉足研发机器人的企业如雨后春笋般发展，但针对铸造行业的还寥寥无几。万丰科技凭借自身丰富的铸造经验和国内铸造设备的领先技术，将工业机器人应用到铸造自动化项目里，对国内的铸造行业装备水平的提升是一次质的突破。多年自动化项目的经验累积，又铸就了万丰科技对铸造版工业机器人的成功研发（已有多个系列，部分弥补了产业空白），并迅速在铸造行业得到广泛应用。

　　二、工业机器人在铸造行业的应用

　　在铸造生产中，工业机器人除了能够代替人在高温、污染和危险环境中工作外，还可以提高工作效率，提高产品精度和质量，降低成本，减少浪费，并可获得灵活且持久高速的生产流程。万丰科技将铸造工艺、铸造设备、工业机器人有机结合，不断研发铸造领域的项目应用，已覆盖压铸、重力铸造、低压铸造及砂型铸造等各个领域，主要涉及制芯、造型、清理、机加工、检验、表面处理、转运及码垛等工序中。

　　而铸造车间尤为突出，充斥着高温、粉尘、噪声等，工作环境极其恶劣。工业机器人可应用到重力铸造、低压铸造、高压铸造、旋压铸造，涵盖黑色金属和有色金属铸造不同铸造方式的车间，大幅度降低员工的劳动强度。

　　1. 重力铸造

　　重力铸造传统的浇注模式是人工勺取铝液浇注，温度高，搬运强度大，尤其是大铸件需要两次勺取铝液浇注。该模式会因为操作工受体能的限制，造成浇注工艺稳定性差，铸造产品质量时有波动。不但人力吃不消，质量也受影响。而使用工业机器人浇注，由机器人浇注管理软件自动控制机器人按设定的铸造工艺进行，产品重复性一致，大大提高了产品质量，解放了劳动力。

　　根据铸件特性，工业机器人重力浇注自动化单元有多种布局格式。

　　（1）圆周式 合适于产品规格多、铸造简单、产品较小的铸件，每台重力机可以铸造不同规格的产品，工艺节拍可以多样化，一人可操作两台重力机，因限制条件少，是目前最为常用的模式，如图1所示。

　　

　　图1 圆周式工业机器人重力浇注自动化单元

　　（2）对称式 适合于产品结构较为复杂、需有砂芯配合铸造、浇注工艺复杂的铸件。根据铸件大小规格，小铸件采用小倾斜式重力机，浇注口均在工业机器人圆周轨迹内，而工业机器人不移动。对于大铸件，因相应倾斜式重力机较大，工业机器人需配有移动轴方可浇注。该模式下（见图2），铸件产品可多样化，工艺节拍可不一致。

　　

　　图2 对称式工业机器人重力浇注自动化单元

　　（3）并排式 圆周式、对称式的缺点是砂芯上件及铸件下件物流是单工位的，较为分散，而采用重力机并排式就解决了该问题。根据铸件大小、工艺节拍来布设重力机台数，设计工业机器人是否需要移动。并可配置辅助抓手来完成砂芯放置、铸件下件的工作，实现更高程度的自动化，如图3、图4所示。

　　

　　图3 并排式工业机器人重力浇注自动化单元一

　　

　　图4 并排式工业机器人重力浇注自动化单元二

　　（4）平台式 该模式的出铸件速度相较于前几个模式更为高效，重力机在平台上旋转，有浇注工位、冷却工位、下件工位等，多台重力机在不同工位同时运行。浇注机器人在浇注工位不断取铝液浇注，取件机器人同步下件（也可用人工，但效率低，工作强度大）。如图5所示，这种模式只适合产品类似、批量大、节拍一致的铸件同时生产。

　　

　　图5 平台式工业机器人重力浇注自动化单元