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(dòng)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(dòng)條件惡劣，污染嚴(yán)重。近幾年，國家對(duì)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(jì)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(dòng)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(dòng)化，特別是工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)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(gè)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(dòng)、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(duì)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(duì)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(dòng)化項(xiàng)目里，對(duì)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(dòng)化項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)累積，又鑄就了萬豐科技對(duì)鑄造版工業(yè)機(jī)器人的成功研發(fā)（已有多個(gè)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(xiǎn)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(gè)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(dòng)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(huì)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(shí)有波動(dòng)。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(dòng)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(dòng)力。

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

　　（1）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(tái)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(tái)重力機(jī)，因限制條件少，是目前最為常用的模式。

　�。�2）對(duì)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(dòng)。對(duì)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(dòng)軸方可澆注。

　　3）并排式圓周式、對(duì)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(tái)數(shù)，設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人是否需要移動(dòng)。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(dòng)化。

　�。�4）平臺(tái)式該模式的出鑄件速度相較于前幾個(gè)模式更為高效，重力機(jī)在平臺(tái)上旋轉(zhuǎn)，有澆注工位、冷卻工位、下件工位等，多臺(tái)重力機(jī)在不同工位同時(shí)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）。

　　2. 低壓鑄造

　　相比重力鑄造機(jī)，低壓鑄造機(jī)更具智能化、自動(dòng)化，人工只需做輔助工作即可。但對(duì)于高自動(dòng)化的管理模式，在鑄造過程中，人工可以一人監(jiān)管一條線，

　　只起巡邏檢查的作用，因此引出了低壓鑄造無人化單元，工業(yè)機(jī)器人完成全部輔助工作。應(yīng)用模式有以下兩種：

　　（1）對(duì)于產(chǎn)品規(guī)格多、鑄造簡單、批量大的鑄件，可以由一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人管理兩臺(tái)低壓鑄造機(jī)，工業(yè)機(jī)器人完成產(chǎn)品取件、放過濾網(wǎng)、打鋼號(hào)、去飛翅等全部工作，實(shí)現(xiàn)了無人化鑄造。因空間布局不同，工業(yè)機(jī)器人可以采用倒掛式，也可以采用落地式

　　2）對(duì)于產(chǎn)品規(guī)格單一、需有人工放置砂芯配合、批量大的鑄件，工業(yè)機(jī)器人直接從低壓機(jī)上取件后，進(jìn)行冷卻或放置到鉆孔專機(jī)及后續(xù)工序的轉(zhuǎn)序。

　　（3）對(duì)于需配合砂芯鑄造的，如果砂芯結(jié)構(gòu)簡單、砂芯單一，還可以用工業(yè)機(jī)器人增加取放砂芯的功能。人工放置砂芯需進(jìn)入模腔，而模具內(nèi)溫度很高， 部分砂芯重量大，需要多個(gè)人協(xié)助才能完成，且操作時(shí)間過長又會(huì)使模具溫度下降，影響鑄造質(zhì)量。因此，用工業(yè)機(jī)器人取代取放砂芯很有必要。

　　3. 高壓鑄造

　　目前，高壓鑄造的前端工作，如澆注、噴涂模具已有先進(jìn)的機(jī)構(gòu)來完成，但在鑄件的取出及料頭清理大部分由人工來完成。因高溫、重量等因素，人工效率低下，反過來制約了鑄造機(jī)的產(chǎn)能。工業(yè)機(jī)器人不僅取件高效，還同步完成了割料頭和渣包、清理飛翅等工作，將工業(yè)機(jī)器人充分利用，可實(shí)現(xiàn)投入回報(bào)的最大化。

　　4. 工業(yè)機(jī)器人在鑄造其他環(huán)節(jié)的應(yīng)用

　　工業(yè)機(jī)器人因高度的柔性和精度，在油漆粉塵漫天飛舞的涂裝車間、車間內(nèi)不能連貫的兩道工序之間、產(chǎn)品完成后的碼垛、單機(jī)加工的上下件等鑄造的諸多領(lǐng)域均可大顯身手。

　　三、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的注意事項(xiàng)

　　綜上所述，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，極大程度地改變了工作環(huán)境，提升了自動(dòng)化程度。但是在項(xiàng)目決策時(shí)，也要注意相關(guān)事項(xiàng)，否則就有可能物極必反。

　　一般情況下，工業(yè)機(jī)器人適合于批量式生產(chǎn)，否則經(jīng)常因產(chǎn)品切換而調(diào)整機(jī)器人運(yùn)行程序及相關(guān)部件，會(huì)降低生產(chǎn)效率；另外，在目前的鑄造行業(yè)，通常將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用在勞動(dòng)力密集、勞動(dòng)強(qiáng)度大的工序，以取代人工，取得最大的投資回報(bào)；在項(xiàng)目規(guī)劃時(shí)，需考慮工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行與周圍裝備的配合度，在確保節(jié)拍一致的前提下，使工業(yè)機(jī)器人得以充分利用。

　　隨著視覺系統(tǒng)、力傳感技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在復(fù)雜的工序中也將得到更為廣泛、深入的應(yīng)用。

　　四、結(jié)語

　　鑄造技術(shù)的發(fā)展必然要為社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大局所左右，“綠色鑄造”的概念體現(xiàn)了高速發(fā)展著的文明進(jìn)程的人性化特征和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的總體要求。與傳統(tǒng)鑄造生產(chǎn)模式相比，“綠色鑄造”模式對(duì)鑄造企業(yè)信息化運(yùn)作水平和自動(dòng)化生產(chǎn)程度提出了相當(dāng)高的要求。

　　工業(yè)機(jī)器人在鑄造生產(chǎn)中具有改善勞動(dòng)條件，節(jié)約勞動(dòng)力，降低廢品率和產(chǎn)品成本，提高生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，以及減少設(shè)備損耗，節(jié)約資源，清潔生產(chǎn)等特點(diǎn)。因此提高鑄造業(yè)自動(dòng)化水平，加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人在鑄造業(yè)中的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，增大企業(yè)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的和諧發(fā)展，已成為自動(dòng)化裝備型企業(yè)的使命。