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工业机器人在铸造各工部的应用

2014-07-28 阅读    金属加工热加工第15期作者:天津一汽夏利汽车股份有限公司内燃

  进入21世纪以来,我国迎来了以汽车产业为代表的机械制造业的飞速发展。随着市场需求的增长,各企业规模的不断扩大,对于提高生产效率与精细化生产的要求与日俱增。与此同时,人口红利的逐渐下降,企业用工成本不断上涨。此时工业机器人正逐步走进公众的视野,有分析认为,人口红利的持续消退,给机器人产业带来了重大的发展机遇,在国家政策支持下,产业正迎来爆发期。
  对于汽车制造业的重要组成部分铸造行业来说更是如此,较为恶劣的生产环境及高强度生产,不断推高铸造作业者的薪资,进而提高了企业成本。再则,行业竞争的加剧更迫使企业注重不断提高产品质量及降低废品率。铸造机器人就越来越多地被各大公司引进,并应用到不同的生产环节中去。
  目前,铸造工厂中,机器人已经被最广泛用到制芯、造型、清理及熔化等工部中。
  1.机器人在造型工部的应用
  目前,造型工部中应用较为广泛的是自动下芯机器人(见图1)。采用机器人下芯工艺,既节约了人力成本,更避免了因人工的相对不精确操作而产生的质量缺陷,提高了下芯的精准度和铸件的精度,大大降低了加工余量和生产成本。

  有的企业还将工业机器人用于扎气孔工序,比起传统的针板扎气孔工艺,具有动作稳定、钻孔位置精确、占地面积小、工序位置相对灵活的特点。对于影响铸件品质的这一关键工序,机器人将被更灵活的应用到实际生产中(见图2)。

  另外,浇注机器人可以根据砂型信息快速对应浇注量及浇注速度的变化,并实现浇口位置的变化。实现不同砂型、不同浇口位置、不同浇注量、不同浇注速度的分别控制。
  2.机器人在制芯工部的应用
  对于旧制芯工艺,该工部操作员工需求大。但随着用工成本的不断增加,以及各企业对于砂芯质量要求的提升,自动化程度极高的制芯中心越来越受到亲睐,工业机器人被大量地用于制芯工部,且一般被用于取芯、去毛刺、组芯及浸涂料等。
  根据各企业的制芯工艺情况不同,机器人的使用方式会有所区别,但主要是使用不同的夹具,并配合各种工装附具,设定不同的PLC程序来实现机器人在制芯工部中的柔性化生产。
  制芯车间可重达几十公斤的砂芯,如果人工搬抬需要2~3人,而机器人可以一次抓取3~4个,从而大幅度提高生产率。对于特重或有些部位很脆弱的砂芯,如果人工或采用辅助装置进行搬运时,很容易造成脆弱部分的破损,有时甚至有可能产生废品。由于机器人具有很高的重复精度,灵活的运动轨迹,可以保证每次都能够沿着相同的路径运动,可以完成非常准确的定位工作。每次都能将工件放置在相同的位置,因此能够大大降低工件在搬运过程中的破损率,降低生产成本(见图3)。

  3.机器人在清理工部的应用
  清理工部中机器人最常用于打磨飞翅、毛边,可以实现上下料的自动化,完成铸件搬运、装卸及输送。
  机器人常带有力控制功能,可以通过监测切削力来自动调整机器人的速度,使得机器人适应毛边、飞翅的大小厚薄做出相应的调整。例如沿工件轮廓去毛边,沿分模线去飞翅,不仅速度快,也保证了磨削质量的稳定。还可以通过刀库中的铣削工具调用,拓展打磨机器人的用途,实现各种打磨工艺(见图4)。

  清理工部机器人还多用于铸件下活工序,出活后可人工操控机械手抓取铸件(见图5),使其进入下一工序。能够大大提高工作效率,节约劳动力,并改善取件的作业动作稳定性,避免因磕碰产生的铸件外观缺陷,降低废品率。

  4.机器人在熔化工部的应用
  熔化工部是铸造厂作业环境最为恶劣、危险程度最高的工部。使用机器人代替人工作业,会大大提高生产安全性,节省人力,降低用工成本。
  机器人通过更换不同的工装,实现不同功能。机器人臂末端安装长柄勺可以进行自动取样(见图6),利用分析仪器自动检测铁液成分。

  另外,臂末端头安装测温偶头总成,可实现自动测温。
  一直以来以人工为主、劳动力密集的铸造行业,机器人的应用将是大势所趋。特别是当前,铸件品质的稳定性直接决定着其市场反响如何,为此铸造厂在不断谋求更多地引入自动化装备,削减废品率,增强生产效率。

关键词:机器人,铸造,浇注机器人, | 作者 :

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