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工业机器人在铸件打磨自动化生产线中的应用

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工业机器人在铸件打磨自动化生产线中的应用

发布日期:2019-02-16 作者:江苏三叶智能装备有限公司 点击:

工业机器人铸件打磨自动化生产线中的应用

工业机器人在铸造工序中的应用,工业机器人在铸造生产的制芯、造型、熔炼、浇注及清理工序均有广泛的应用。

制芯工序

制芯工序是铸造工艺中较复杂的工序,人为影响因素最多,像发动机缸体、缸盖砂芯,砂芯种类杂、流程多,工艺复杂,同时砂芯重量重,组芯要求精度高,这些特点就决定了传统的人工操作完全满足不了高效率、高质量的生产过程,这就促使机器人在该工序快速的发展应用。

所生产的缸盖为例,其单个芯组重量达150kg,砂芯数量多达十几种,其工序包括单机制芯、取芯、修芯、组芯、紧固、浸涂及合芯等,工艺流程复杂,同时砂芯之间的配合精度要求高,生产节拍快。要想实现整个制芯工序的自动化生产就要“化整为零”,将整个制芯线分为多个制芯单元,先实现单个单元的自动化生产,然后通过“桥梁”将所有的单元联动,从而实现其自动化制芯流程。

每个制芯单元同时也包括多个流程:钻孔、修芯、组芯以及紧固(工艺流程见图1),通过多个机器人(单元机器人见图2)协调同步完成所有工作流程内容,在机器人高精度的运行下,将各流程联动,保质保量地进行全自动生产。

单个单元完成工作后形成多个砂芯的组合,配合轨道的输送,其他单元机器人的联动,逐步形成完整的芯组,整个流程又实现“由零化整”的过程。完整的芯组通过机器人全自动地进行整体的紧固(见图3)、吹扫浸涂(见图4)、组芯(见图5)操作,最终完成整个芯组的自动化生产。

熔炼、浇注工序

熔炼工序相对于其他工序来说,其环境伴随着高温、振动、磁扰、粉尘等因素,无论对于操作者还是对于机器人来说,工作环境相对恶劣,这也给机器人的推广带来了困难。机器人在熔炼工序未得到大量推广,仅有部分企业将其应用于一些辅助的检测工序,机器人的优势没有完全发挥出来。

相对于熔炼工序,机器人在铸件重量轻、自动化水平高的铸铝浇注生产线得到大量应用。配合自动化水平高的造型线,机器人通过编程控制,准确定位浇注位置,调节汤勺与浇口的角度距离,实现精准最佳浇注,自动化水平高,人为干预因素少,浇注质量好,安全可靠。

区别于铸铝浇注线,在铸件质量重、温度相对较高的铸铁生产线上,企业多选用自动浇注机来实现自动浇注。自动浇注机从某种意义上说与机器人相同,四轴控制,通过程序编程,定时定量,实现无人全自动平稳浇注,另外还辅助以其他的检测设备,保证了浇注及产品的质量。

清理工序

铸件清理在众多企业中是投资最少、自动化程度最低的工序,多为粗放式人工清理。清理过程中产生大量的粉尘、铁屑,伴随着摆摊式的清理方式,使物流周转受阻,生产效率极低。

我们的缸体铸件在清理过程中面临同样的问题,人员流动大、清理质量差、效率低、损伤磕碰比例高、管理难度大。针对这些问题,我们对铸件清理布局及设备进行了改造升级,通过合理安排清理流程,配合全自动机器人打磨设备的应用,完成了清理流水线的自动化升级。

铸件经多个工位机床磨削,配合机器人的抓取周转,实现铸件全自动无死角的清理过程,清理完毕后,直接输送至精抛工位,整个清理流程顺畅,生产效率高,人工影响因素小。目前整个自动化升级改造已经进入设备安装调试阶段,相信在不久的将来,整个缸体的清理的生产效率、质量提升以及现场的作业环境等都会有质的飞跃。

喷漆也是铸件清理的关键工序。喷漆过程中产生大量的漆雾、刺激性气体,操作工的工作环境极差,生产效率低,并且喷漆的一致性差,铸件表面往往存在覆盖不严、流痕、漆豆等缺陷,并且喷漆区域难以控制准确。“成本”、“效率”、“环保”等因素促使其设备升级改造,越来越多的企业将机器人应用于喷漆,实现其自动化控制及操作。

机器人应用注意事项

1.机器人选用

工业机器人是复杂的一个整体系统,包括机械手、控制系统、编程器及其他的软件和附件。在使用之前要根据企业的实际生产要求进行选择,选用适合自己生产线的产品。选用的原则包括性价比、环境条件、技术参数(负荷、轴数、工作范围、防护级别)、服务等。只有选用适合的,才能充分发挥机器人的优点,以最小的成本创造最大的价值。

2. 机器人使用成本的控制

与传统制造不同,自动化的流水线一旦某一单机出现故障会直接导致整条生产线停线,制约生产的连续性。在这一要求下,机器人必须稳定性高,连续性生产好,同时也要求我们必须“会使用”,而且要“使用好”。

传统的制造模式,生产效率及工作质量依靠工人的熟练程度及经验,而机器人化的自动线依靠操作工的技能素养,技术人员储备及设备的维保。技术及设备操作维保人员的储备直接关系到机器人的使用成本,企业应根据自身产品现状,工艺复杂程度、机器人的数量合理储备人员。同时提高人员的技术专业技能水平,合理定期对机器人维护保养,使其维持在良好的工作状态,减少故障停机率及维修费,为企业创造出高的价值。

3. 合理的机器人工装夹具

机器人好比我们的“大脑”,而夹具就像我们的“双手”,因此工装夹具的设计选用显得尤为重要,只有选择合适的夹具,配合以流畅的编程动作,才能充分发挥机器人的作用。

夹具的设计选用需要充分考虑到夹具重量、功能、定位等,这些因素中夹具的定位点是机器人精准运行的基础,如果每次夹具的夹取定位存在偏差,会导致所有的自动化操作功亏一篑,适得其反。相反,如果夹具的定位点准确,适配相应功能,会达到事半功倍的效果。

铸件打磨自动化

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