機器人在鑄造行業(yè)一展身手，以后鑄造工廠會只有機器人嗎？
機器人在鑄造行業(yè)一展身手，以后鑄造工廠會只有機器人嗎？ 鑄造行業(yè)的的特點是適應(yīng)性廣、需用材料和設(shè)備多。而且鑄造行業(yè)還有高溫、高強度、高重復(fù)率的問題。而且鑄造生產(chǎn)還會產(chǎn)生粉塵、有害氣體和噪聲等污染。鋁錠的熔煉轉(zhuǎn)運以及鋁液的澆注成形是鋁合金鑄造中的兩道關(guān)鍵的工序。這兩道工序如果單純的用人工工作，將面臨著繁重的重復(fù)性的工作。所以說機器人一展身手的時刻來臨啦！ 機器人在熔煉工序中的應(yīng)用 目前，在鑄造領(lǐng)域較為常見的兩種熔煉方式為連續(xù)式熔煉與集中式熔煉，其中連續(xù)式熔煉方式常見于自動化的澆注系統(tǒng)中，工業(yè)機器人或人工直接從保持爐的爐口中進行取鋁液，然后對鑄造設(shè)備進行澆注作業(yè)。該方式的優(yōu)勢是無需人工進行鋁液的轉(zhuǎn)運，但仍需定期進行加料與鋁液測氫兩道工序，為解決這兩個人工工序，目前已經(jīng)成功開發(fā)了自動送料機構(gòu)與在線測氫工藝。 自動送料機構(gòu)的前提條件是需要將鋁錠或料頭先按設(shè)定的重量進行分批放置在輸送線上，輸送線的傳遞形式為間歇式傳動，并與熔煉爐的投料系統(tǒng)互感控制，按設(shè)定時間輸送線自動步進一個工位，然后通過推進器將輸送線上的鋁錠推入到投料系統(tǒng)的小車內(nèi)，從而實現(xiàn)熔煉爐中的自動投料作業(yè)。 對于鋁液的測氫工藝，傳統(tǒng)的是采樣測量，非自動在線測氫，故需要安排專門的工作人員來負責(zé)此事項，由于是人工參與并進行數(shù)據(jù)記錄，故很容易存在誤測誤輸?shù)氖录l(fā)生。目前較為先進的是自動在線測氫工藝，該工藝檢測時利用一小股純凈氮氣經(jīng)雙孔陶瓷探頭注入鋁熔液中，金屬中的氫將擴散進入氮氣泡中，儀器中的循環(huán)系統(tǒng)將促使該股氮氣在儀器與鋁熔液間不斷循環(huán)流動，儀器能連續(xù)測量氣體的組成成分并顯示出達到平衡的含量。該工藝實現(xiàn)了鋁液的在線實時監(jiān)測與記錄，達到了無人化系統(tǒng)自控的水平。 集中式熔煉常見于低壓鑄造領(lǐng)域，從集中爐子轉(zhuǎn)運到單機臺的保溫爐中，基本是采用橋式起重機轉(zhuǎn)移或者叉車轉(zhuǎn)移，都需要人工進行參與作業(yè)，由于該工序涉及到高溫作業(yè)，故存在一定的安全隱患。為改善這一傳統(tǒng)轉(zhuǎn)移方式，目前較為先進的是采用AGV小車進行轉(zhuǎn)移（最先進的方式是采用高溫管道輸送），小車上配置一定容量的中轉(zhuǎn)包，轉(zhuǎn)包采用電驅(qū)動翻轉(zhuǎn)模式，熔煉爐可以實現(xiàn)自動定量放鋁液，AGV小車根據(jù)保溫爐所給信號自動運行到所需爐區(qū)，運行到位后可以與爐子處感應(yīng)器互感定位，最后自動向敞開式爐口傾倒鋁液，可以實現(xiàn)鋁液的無人化轉(zhuǎn)移。缺點是對現(xiàn)場的環(huán)境要求比較高，需要潔凈式工廠模式才能符合要求 機器人在澆注工序中的應(yīng)用
對于澆注工序，目前較多的企業(yè)采用了工業(yè)機器人或者多軸機械手來代替人工進行澆注作業(yè)，雖然從一定程度上減輕了人工的勞動強度，但對于復(fù)雜類零件，人工還需要負責(zé)對模具進行下芯與清模作業(yè)，對于較重的零件，則需要雙人協(xié)助才能進行取件，勞動強度較大，危險性也較高。 （1）重力鑄造領(lǐng)域 目前，主要是利用工業(yè)機器人替代人工進行重力鑄造過程中鋁合金液的搬運與澆注作業(yè)，由于在重力鑄造中澆注是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其工作質(zhì)量的高低直接決定著產(chǎn)品質(zhì)量，傳統(tǒng)的人工澆注由于操作工更替頻繁及受操作工體能的限制，造成澆注工藝穩(wěn)定性差，鑄造產(chǎn)品質(zhì)量時有波動，而使用機器人澆注后，由機器人澆注管理軟件可自動控制機器人按鑄造工藝進行澆注，產(chǎn)品重復(fù)性一致，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，解放了勞動力。同時可與爐內(nèi)的鋁液檢測系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對鋁液的實時監(jiān)控，從而保證澆注鋁液的質(zhì)量符合工藝要求。 （2）低壓鑄造領(lǐng)域 目前，已經(jīng)有工業(yè)機器人用以取件作業(yè)，模式有1對1、1對、或1對4這三種模式，作業(yè)的模式相對簡單，工序中所需的放過濾網(wǎng)、放置砂芯、打鋼號、去飛翅等工作，基本需要人工參與。 機器人在澆注工序中的發(fā)展趨勢 （1）重力鑄造領(lǐng)域 較第一代工業(yè)機器人澆注系統(tǒng)而言（僅執(zhí)行澆注工序），經(jīng)過近10年的不斷創(chuàng)新積累，目前新一代的機器人自動化澆注系統(tǒng)基本實現(xiàn)了集下芯、清模、澆注、取件四大功能于一體的模式。該類新模式可以采用1 2島式生產(chǎn)模式或1 4直線型生產(chǎn)模式。在島式生產(chǎn)模式中，機器人通過自動切換工裝的模式實現(xiàn)取件與澆注雙重功能，因鑄造節(jié)拍與機器人工作節(jié)拍的匹配要求，該類方式基本采用1 2模式，可以實現(xiàn)真正的無人化作業(yè)要求。在直線型生產(chǎn)模式中，通常采用滑移式機器人進行澆注作業(yè)，同時另外配置桁架機器人或機械手進行下砂芯、取件與清模作業(yè)，人工主要負責(zé)系統(tǒng)的監(jiān)管即可，勞動強度較低，同時采用直線型布置，物流比較順暢，只要在桁架的一端負責(zé)上下件即可。隨著人口紅利的消失，在“國家工業(yè)2025”的大背景下，新一代的澆注模式將會越來越被推廣。（2）低壓鑄造領(lǐng)域 隨著新生代勞動力對工作環(huán)境的要求提高，企業(yè)自身對設(shè)備自動化要求的改進，單一的機械手自動取件功能已經(jīng)滿足不了企業(yè)對通過技改達到減員增效的目的。目前，輪轂低壓機領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了利用六軸工業(yè)機器人放置濾網(wǎng)、打鋼號、取件三大功能，使得一個操作工可以輕松地監(jiān)管6～8臺低壓鑄造機，較目前傳統(tǒng)的1人2機模式，人工效率提高了3倍，且勞動強度大幅度降低。在其他低壓鑄造領(lǐng)域，現(xiàn)也實現(xiàn)了工業(yè)機器人自動進行下砂芯、自動抓取產(chǎn)品進行打標、震砂等輔助作業(yè)，使人工的勞動強度由傳統(tǒng)的鑄造工變成了如今的設(shè)備工藝監(jiān)管員。 結(jié)語 當(dāng)今社會，工業(yè)4.0模式已經(jīng)在工業(yè)界被廣泛流轉(zhuǎn)，如何抓住機遇，在新一輪工業(yè)革命中通過技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展自我已成為眾多自動化制造商共同的課題。鑄造行業(yè)作為國家的支柱產(chǎn)業(yè)，一直存在著高能耗、高污染、高粉塵等問題，將傳統(tǒng)鑄造發(fā)展成為綠色鑄造、清潔化生產(chǎn)、低耗高產(chǎn)模式是我們這一代人所要面臨的任務(wù)。 “機器換人”的全面推廣，“智慧工廠”的破土而出，使得工業(yè)機器人在鑄造生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)中有了更大的用武之地。因此提高鑄造業(yè)自動化水平，加強工業(yè)機器人在鑄造業(yè)中的深層次應(yīng)用，從而降低生產(chǎn)成本，增大企業(yè)效益，促進經(jīng)濟和社會的和諧發(fā)展，已成為我們的重要使命。 所以說，未來鑄造廠不會只有機器人，但機器人會成為我們的得力干將。讓我們期待那一天的到來吧！
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