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工业机器人在各种类铸造业的广泛应用
发布日期:2014-10-28 13:50   

       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App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。圆周式工业机器人重力浇注自动化单元


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


2. 低压铸造
     相比重力铸造机,低压铸造机更具智能化、自动化,人工只需做辅助工作即可。但对于高自动化的管理模式,在铸造过程中,人工可以一人监管一条线,
只起巡逻检查的作用,因此引出了低压铸造无人化单元,工业机器人完成全部辅助工作。应用模式有以下两种:
     (1)对于产品规格多、铸造简单、批量大的铸件,可以由一台工业机器人管理两台低压铸造机,工业机器人完成产品取件、放过滤网、打钢号、去飞翅等全部工作,实现了无人化铸造。因空间布局不同,工业机器人可以采用倒挂式,也可以采用落地式(见图6、图7)。

图6 倒挂式工业机器人在低压铸造中的应用

图7 落地式工业机器人在低压铸造中的应用


     (2)对于产品规格单一、需有人工放置砂芯配合、批量大的铸件,工业机器人直接从低压机上取件后,进行冷却或放置到钻孔专机及后续工序的转序。
      (3)对于需配合砂芯铸造的,如果砂芯结构简单、砂芯单一,还可以用工业机器人增加取放砂芯的功能(见图8)。人工放置砂芯需进入模腔,而模具内温度很高, 部分砂芯重量大,需要多个人协助才能完成,且操作时间过长又会使模具温度下降,影响铸造质量。因此,用工业机器人取代取放砂芯很有必要。

图8 工业机器人在低压铸造中的应用


      3. 高压铸造
      目前,高压铸造的前端工作,如浇注、喷涂模具已有先进的机构来完成,但在铸件的取出及料头清理大部分由人工来完成。因高温、重量等因素,人工效率低下,反过来制约了铸造机的产能。工业机器人不仅取件高效,还同步完成了割料头和渣包、清理飞翅等工作,将工业机器人充分利用,可实现投入回报的最大化。
其在高压铸造中的应用如图9所示。

图9 工业机器人在高压铸造中的应用


      4. 工业机器人在铸造其他环节的应用
      工业机器人因高度的柔性和精度,在油漆粉尘漫天飞舞的涂装车间、车间内不能连贯的两道工序之间、产品完成后的码垛、单机加工的上下件等铸造的诸多领域均可大显身手。

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